煤油冷卻器的設(shè)計(jì)論文
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- 煤油冷卻器的設(shè)計(jì)論文1前言
在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各換熱器，且它們是這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源利用、開(kāi)發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)。換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問(wèn)世。
隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。在換熱器設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇適用的類型，然后計(jì)算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器大的機(jī)構(gòu)尺寸。
列管式換熱器的應(yīng)用已有很悠久的歷史。在化工、石油、能源設(shè)備等部門，列管式換熱器仍是主要的換熱設(shè)備。列管換熱器的設(shè)計(jì)資料已較為完善，已有系列化標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)列管換熱器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、驗(yàn)收按“鋼制管殼式（即列管式）換熱器”（GB151）標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
1.1列管式換熱器的種類
固定管板式換熱器
管板式換熱器 浮頭式換熱器
填料涵式換熱器
U型管換熱器
1.2換熱器的特點(diǎn)
列管式換熱器，是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，造價(jià)低廉，用材廣泛，清洗方便，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。管殼式換熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為以下幾種：
（1）固定管板式換熱器
固定管板式換熱器兩端的管板與殼體連在一起，這類換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但管外清洗困難，宜處理兩流體溫差小于50℃且殼方流體較清潔及不易結(jié)垢的物料。
帶有膨脹節(jié)的固定管板式換熱器，其膨脹節(jié)的彈性變形可減小溫差應(yīng)力，這種補(bǔ)償方法適用于兩流體溫差小于70℃且殼方流體壓強(qiáng)不高于600Kpa的情況。
（2）浮頭式換熱器
浮頭式換熱器的管板有一個(gè)不與外殼連接，該端被稱為浮頭，管束連同浮頭可以自由伸縮，而與外殼的膨脹無(wú)關(guān)。浮頭式換熱器的管束可以拉出，便于清洗和檢修，適用于兩流體溫差較大的各種物料的換熱，應(yīng)用極為普遍，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。
（3）填料涵式換熱器
填料涵式換熱器管束一端可以自由膨脹，與浮頭式換熱器相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但殼程流體有外漏的可能性，因此殼程不能處理易燃，易爆的流體。
（4）U型管換熱器
U型管換熱器的管子兩端固定在同一管板上，管子兩端可以自由伸縮，與其他管子機(jī)殼體無(wú)關(guān)。這種換熱器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，重量輕，適用于高溫高壓場(chǎng)合，但管內(nèi)清洗比較困難且管板利用率較差。
1.3換熱器的發(fā)展趨勢(shì)
70年代的世界能源危機(jī)，有力地促進(jìn)了傳熱強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展。為了節(jié)能降耗，提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，要求開(kāi)發(fā)適用于不同工業(yè)過(guò)程要求的高效能換熱設(shè)備。這是因?yàn)椋S著能源的短缺(從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這是世界的總趨勢(shì))，可利用熱源的溫度越來(lái)越低，換熱允許溫差將變得更小，當(dāng)然，對(duì)換熱技術(shù)的發(fā)展和換熱器性能的要求也就更高。所以，這些年來(lái)，換熱器的開(kāi)發(fā)與研究成為人們關(guān)注的課題。最近，隨著工藝裝置的大型化和高效率化，換熱器也趨于大型化，并向低溫差設(shè)計(jì)和低壓力損失設(shè)計(jì)的方向發(fā)展。同時(shí)，對(duì)其一方面要求成本適宜，另一方面要求高精度的設(shè)計(jì)技術(shù)。當(dāng)今換熱器技術(shù)的發(fā)展以CFD(Computational Fluid Dynamics)、模型化技術(shù)、強(qiáng)化傳熱技術(shù)及新型換熱器開(kāi)發(fā)等形成了一個(gè)高技術(shù)體系。近年來(lái)，隨著制造技術(shù)的進(jìn)步，強(qiáng)化傳熱元件的開(kāi)發(fā)，使得新型高效換熱器的研究有了較大的發(fā)展，根據(jù)不同的工藝條件與換熱工況設(shè)計(jì)制造了不同結(jié)構(gòu)形式的新型換熱器，并已在化工、煉油、石油化工、制冷、空分及制藥各行業(yè)得到應(yīng)用與推廣，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。
2、確定設(shè)計(jì)方案
2.1換熱器的類型
浮頭式換熱器如右圖所示，兩端管板之一不與外殼固定連接，該端稱為浮頭。當(dāng)管子受熱（或受冷）時(shí)，管子連同浮頭可以自由伸縮，而與外殼的膨脹無(wú)關(guān)。浮頭式換熱器不但可以補(bǔ)償熱膨脹，而且固定端的管板是以法蘭與殼體相連接的，因此管束可以從殼體抽出，便于清洗和檢修，故浮頭式換熱器應(yīng)用比較普遍。...
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