1、 毕 业毕 业 设 计 （设 计 （ 论 文论 文 ） 开 题 报 告开 题 报 告 题 目题 目 : : 2 0 02 0 0 号 油 冷 却 器 机 械 设 计号 油 冷 却 器 机 械 设 计 学学 院院 : : 机 械 学 院机 械 学 院 班班 级级 : : 装 备装 备 姓姓 名名 : : 学学 号号 : : 指 导 教 师指 导 教 师 : : 20201212 年年 0 04 4 月月 1 一、选题背景（含题目来源、选题目的、应用性及国内外研究现状） 换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。随着现代新工艺、新技 术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界
2、各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合 利用摆到十分重要的位置。换热器因而面临着新的挑战。换热器的性能对产品质量、能量利用率 以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用， 有时甚至是决定性的作用。 目前在发达的工业 国家热回收率已达 96%。换热设备在现代装置中约占设备总重的 30%左右，其中管壳式换热器仍 然占绝对的优势，约 70%。其余 30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备， 其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。在继续提高设备热效率的 同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。 浮头式换热器属于管壳式换热
3、器的范畴，管壳式换热器仍然是当今应用最广泛的换热设备， 其可靠性和可能性已被充分证明。特别是在较高的参数的工况条件下， 管壳式更显示其独有的长 处。 目前各国在提高管壳式换热器性能所开展的研究主要是强化传热，适应高参数和各类有腐蚀 介质的耐腐蚀材料以及为大型化的发展所作的结构改进。 国内外换热器用强化传热管通常使用螺纹管和低翅管，我国螺纹管的翅化率一般 3，该类管 子适用于管内介质给热系数比管外介质的给热系数大于2倍以上的换热器， 试验证明可以提高传 热系数30%左右。 德国Hde公司的螺旋槽管， 当2300Re10 5时， 传热效率比光管提高2.3到11.1 倍，当 300Re1500 时，
4、传热效率比光管提高 2.2 到 22 倍，充分证明对于粘性介质 Re不太高的 条件下，使用螺旋槽管有明显的效果。瑞典ALLARDS公司生产的螺旋扁管换热器，起换热管经压 扁再扭转加工成型， 管子的横截面均为长圆形。 改换热器管束设计有两种布置： 一种为混合管束； 一种为纯螺旋扁管束。前者用 33%的螺旋扁管和 67%的光管混合排列组成。使用扁管的主要原因 是可以用管子压扁的程度来满足管内介质锅中流量下的适应的流通面积，以保证一定的管内流 速，使换热器两侧的流动达到较理想的状态。这种管束不仅有利于提高传热率，同时混合管束的 排列能使相邻的管子接触良好，互相支撑，从而提高了抗振能力。 二、设计（研
5、究）方案简述 1完成英文翻译。 2 首先查阅相关文献资料了解浮头式换热器的基本原理、性质及应用，在化工生产中的地位 和作用、换热器应用的现状和发展趋势、设计的理论基础、技术路线及其意义，对浮头式换热器 设计有一个大体上的认识和理解。 然后确定浮头式换热器的结构和类型、操作条件的选择和操作方式选择。 对换热器进行热量 衡算、物料衡算、传热面积的确定、压力降计算等，确定各结构部件所需参数，并对各结构部件 进行合理安排，确定换热器的基本构成。 紧接着进行换热器壳体、管箱短节、封头厚度确定， 容器法兰、 螺栓、垫片附件的校核计算， 管板厚度的计算，开孔补强计算，确定出换热器的最终形式。 2 最后，绘制
6、出固定管壳式换热器的装配图及各个零件图，并编写说明书，并完成英文资料翻译的 编写。 研究内容 第一部分：准备工作 查阅相关文献资料了解浮头式换热器的基本原理、 性质及应用。 在化工生产中的地位和作用、 换热器应用的现状和发展趋势、设计的理论基础、技术路线及其意义。 第二部分：工艺计算及结构设计 浮头式换热器的结构和类型、 操作条件的选择和操作方式选择。 热流量计算、 传热系数计算、 传热面积的确定、壳程阻力及压力降计算。 第三部分：主要受压元件强度计算 换热器壳体、管箱短节、封头厚度确定，容器法兰、螺栓、垫片的校核计算，管板厚度的计 算，开孔补强计算。 第四部分：绘图及说明书的编写 绘制出固定管壳式换热器的装配图及各个零件图，并编写说明书。 关键问题 换热器性能关键在于换热器的换热效率。所以在本设计中，尽量考虑源强化和非源强化的方 法，通过对换热器或换热器辅助设备结构改进或创新来提高换热器的换热效率。 三、
