不銹鋼制換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)開題報告

1、寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告課題名稱不銹鋼制換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)課題來源教師擬定課題類型指導(dǎo)教師學(xué)生姓名專業(yè)學(xué)號選題依據(jù)1、選題背景作為工程技術(shù)和自然界和領(lǐng)域中普遍的三種傳遞過程之一熱傳導(dǎo)是占有很重要地位 的，換熱器是專門用來進(jìn)行各種熱傳導(dǎo)過程的一種傳熱設(shè)備，在化學(xué)工也、石油工業(yè)、 能源行業(yè)中有著非常廣泛的應(yīng)用，同時是應(yīng)用非常廣泛的單元之一。目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總 趨勢總的來看能源會越來越短缺，而且可再生熱源的有效溫度也越來越低，這就決定了 能用來熱交換的允許溫差將變得越來越小，這就決定了對換熱技術(shù)的發(fā)展和換熱器性能 的要求也就會越來越高。所以，換熱器的開發(fā)設(shè)計(jì)與功能研究已經(jīng)成為了人們關(guān)注的課

2、 題。2、選題意義換熱器是一種完成熱量交換的設(shè)備，提高它的熱交換效率，可以帶來巨大的社會效 益和經(jīng)濟(jì)效益。在工程界換熱器的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分關(guān)系重大的工作， 它涉及到很多方面, 包括換熱器的成本投資、后期的運(yùn)行狀態(tài)及使用中的性能狀況。結(jié)合當(dāng)代對熱交換器的 要求，換熱器的設(shè)計(jì)應(yīng)能做到投資成本少、維護(hù)費(fèi)用低以及換熱效率高。眾多學(xué)者長期 致力于這個方面的研究，也取得了相應(yīng)的效果，但離工業(yè)上對于熱換器的要求還比較的 遠(yuǎn)。很多人對于換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法都有研究，并且提出了很多的優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案， 但因?yàn)槟壳盁釗Q器的優(yōu)化目標(biāo)還具有不確定性，同時換熱器本身的種類比較多，所以說 目前整個換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)還不成熟。同

3、時由于水中氯離子對不銹鋼造成的應(yīng)力腐蝕， 會大幅縮短不銹鋼制換熱器的使用壽命。通過對換熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其熱交換效 率，減少氯離子應(yīng)力腐蝕，增加熱交換器使用壽命，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。指導(dǎo)教師簽名:課題來源教師擬定課題類型指導(dǎo)教師學(xué)生姓名專業(yè)學(xué)號研究的現(xiàn)狀日本神戶制鋼所在六十年代先后從美英等國引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備、并對夾具、預(yù)熱溫度 均勻、爐溫控制、釬劑配方、防腐蝕等方面進(jìn)行試驗(yàn)研究。在研制和操作方面獲得了實(shí) 際經(jīng)驗(yàn)之后，開始大量生產(chǎn)不銹鋼制換熱器，已試制造成功承壓80kgm2高壓不銹鋼制換熱器，最大單元尺寸可達(dá)1200mmx 1200mmx6950m m。蘇聯(lián)一九五九年在莫斯科鮑曼 高

4、等工業(yè)技術(shù)學(xué)校和全蘇制氧機(jī)研究院開始研究。大約在19721975年問試制采用式換熱器的空分設(shè)備，在1976 一 1980年間成批生產(chǎn)采用換熱器的大型全低壓空氣分離設(shè)備。 除美、英、日以外，德國、法國、比利時、捷克等主要工業(yè)國家，對不銹鋼制換熱器也 進(jìn)行研究和制造。目前國外從事不銹鋼制換熱器生產(chǎn)的共同特點(diǎn)是為使其與石油化工設(shè) 備產(chǎn)品配套而努力，并試制高工作壓力和大尺寸規(guī)格的換熱器。未來的發(fā)展趨勢是板翅式換熱器大量用于化工生產(chǎn)，其使用范圍也必將日益擴(kuò)大和發(fā)展。我國早在六十年代就開始生產(chǎn)用于航空冷卻的不銹鋼制換熱器，由于采用空氣爐 釬焊的生產(chǎn)工藝，所以只能生產(chǎn)小型產(chǎn)品。一九六三年我國已開始用鹽浴浸沾

5、釬焊試制 鋼制板翅式換熱器的研究，經(jīng)過多年努力，于一九七零年獲得成功，并在大型全低壓空 氣分離設(shè)備和石油化工中應(yīng)用。40多年來我國換熱器技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步，1983年杭 氧和開封兩廠開發(fā)出了大型和中壓的換熱器，使我國的換熱器的技術(shù)水平達(dá)到了一個新 的高度。1991年杭氧集團(tuán)引進(jìn)美國SW公司大型真空釬爐和換熱器的制造技術(shù)， 于I 993 年成功開發(fā)了 8. 0Mpa石油化工用高壓鋁制換熱器，使我國的產(chǎn)品成功的走向國際市場。近年來，由于鋼和鋼合金釬焊技術(shù)的發(fā)展和不斷完善， 促使換熱器得到廣泛的應(yīng)用， 產(chǎn)品朝著系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化和大型化發(fā)展H3。在我國也有蘭州石油機(jī)械研究所、通用機(jī)械研究所中國

6、環(huán)球化學(xué)工程公司、中國石油化工總公司、洛陽石油化工總公司等 單位在換熱器的研究和設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了多年的工作，對我國換熱器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)的制定和推廣作了很大的推動。有統(tǒng)計(jì)資料表明目前世界上發(fā)表的有關(guān)換熱器的論文 平均每年在6000篇以上。從這些論文來看，研究的重點(diǎn)是傳熱機(jī)理、傳熱強(qiáng)度、兩相流 模擬振動污垢以及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、換熱器在能源利用和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系等。課題來源教師擬定課題類型指導(dǎo)教師學(xué)生姓名專業(yè)學(xué)號三、進(jìn)程安排整個研究過程安排如下:各階段工作內(nèi)容起訖日期備注熟悉課題，了解熱 交換器的相關(guān)情況拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書起到7.15日查閱國內(nèi)外 相關(guān)研究資料7.16 8.31外文資料不少于兩

7、篇，翻譯不 低于2000字，提供原版PDF撰寫開題報告9.1 9.7撰寫文獻(xiàn)綜述9.8 9.21優(yōu)化熱交換器結(jié)構(gòu) 提高熱交換效率9.22 10.22必要時去相關(guān)企業(yè)調(diào)查學(xué)習(xí)對改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行 設(shè)計(jì)計(jì)算和應(yīng)力校核10.23 10.30繪制熱交換器總圖10.31 11.14研究防止氯離子 應(yīng)力腐蝕的措施11.14 11.28修改11.29 12.6對格式、文字以及錯誤處 進(jìn)行修改畢業(yè)答辯12.7以后課題來源教師擬定課題類型指導(dǎo)教師學(xué)生姓名專業(yè)學(xué)號四、研究內(nèi)容查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)關(guān)于熱換器的分析和研究還是比較多，特別是對于傳 熱的機(jī)理，強(qiáng)度等。而對于不銹鋼制作的換熱器的相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)雖有一些研

8、究，但是 比較少的有專門針對不銹鋼制的熱換器的防腐破壞的設(shè)計(jì)的研究。文章準(zhǔn)備從這里入手 進(jìn)行研究，通過對現(xiàn)有的不銹鋼制的熱換器的設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和工藝的研究，結(jié)合不銹鋼在 水中氯離子作用下的腐蝕的特點(diǎn)以及不銹鋼自身的特點(diǎn)，有針對性的分析了不銹鋼制熱 換器的腐蝕的原因和特點(diǎn)，并提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和方法。在一定程度上提高了不銹鋼 制的熱交換器器的使用壽命。對整個社會的經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)的發(fā)展是有幫助的。主要參考文獻(xiàn)1 徐志峰鋁制壓力容器的質(zhì)量控制J 壓力容器，2001，14(3): 24-272 周明霞國外換熱器技術(shù)進(jìn)展J 壓力容器，2005，12(1): 19233 毛希瀾主編.換熱器設(shè)計(jì)M.第三版.上海科

9、學(xué)技術(shù)出版社.2003: 356-3874 張蕓豫，換熱器綜合性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究G.全國優(yōu)秀碩士論文，2009，045 郭茶秀，李培寧，董其伍等，管殼式換熱器殼側(cè)流場研究進(jìn)展J 石油化工設(shè)備，1999, 28(2):10-136 Yu-Juei Chang，Kuei Chang Hsu，Yurt TsaiLin Chi-Chun Wang A generalized friction correlation for louver fin geometry1 988 87 范慶虎，李紅艷，崔杰詩，尹全森.板翅式換熱器中流體傳熱的數(shù)值計(jì)算.第三屆工程計(jì)算流體力學(xué)會議文集，20068 顧念祖，張

10、子馨摸糊綜合評判在選擇換熱器中的應(yīng)用J 化學(xué)工程，1990，4，18(2): 70-349 苑明舫換熱器運(yùn)行穩(wěn)健度的蒙特卡羅評價方法J 化工裝備技術(shù)，1999，20(2): 33. 3510 汪艷萍，路智敏，劉曉霞等板翅式換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)J 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，(04)11 朱聘冠換熱器原理及計(jì)算M.清華大學(xué)出版社，1987年7月，第一版12 郝成波換熱器實(shí)用選型方法J 遼寧化工，2001，3, 30(3): 123 12413 李玲 不銹鋼應(yīng)用中的幾個腐蝕問題研究G.全國優(yōu)秀碩士論文，湖南大學(xué)，2004，0514 陳維漢，孫毅.綜合考慮傳熱流動與投資的換熱器性能優(yōu)化J.華中理工大學(xué)，1996，24(11): 99. 10215 Journal of heat transfer,V01 . 1 00，No . 3， 199816 James R. Welty, Engineering Heat Transfer, John Wiley Sons，197817 Jiao，Anjun， Effects of different distributo