煤油冷卻器的設計論文
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- 煤油冷卻器的設計論文1前言
在化工、石油、動力、制冷、食品等行業中廣泛使用各換熱器，且它們是這些行業的通用設備，并占有十分重要的地位。隨著我國工業的不斷發展，對能源利用、開發和節約的要求不斷提高，因而對換熱器的要求也日益加強。換熱器的設計、制造、結構改進及傳熱機理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問世。
隨著換熱器在工業生產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缺點，性能各異。在換熱器設計中，首先應根據工藝要求選擇適用的類型，然后計算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器大的機構尺寸。
列管式換熱器的應用已有很悠久的歷史。在化工、石油、能源設備等部門，列管式換熱器仍是主要的換熱設備。列管換熱器的設計資料已較為完善，已有系列化標準。目前我國列管換熱器的設計、制造、檢驗、驗收按“鋼制管殼式（即列管式）換熱器”（GB151）標準執行。
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
列管式換熱器，是一種通用的標準換熱設備，它具有結構簡單，堅固耐用，造價低廉，用材廣泛，清洗方便，適應性強等優點，應用最為廣泛。管殼式換熱器根據結構特點分為以下幾種：
（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，這類換熱器結構簡單，價格低廉，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垢的物料。
帶有膨脹節的固定管板式換熱器，其膨脹節的彈性變形可減小溫差應力，這種補償方法適用于兩流體溫差小于70℃且殼方流體壓強不高于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，而與外殼的膨脹無關。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，應用極為普遍，但結構復雜，造價高。
（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，結構簡單，造價低，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，與其他管子機殼體無關。這種換熱器結構比較簡單，重量輕，適用于高溫高壓場合，但管內清洗比較困難且管板利用率較差。
1.3換熱器的發展趨勢
70年代的世界能源危機，有力地促進了傳熱強化技術的發展。為了節能降耗，提高工業生產經濟效益，要求開發適用于不同工業過程要求的高效能換熱設備。這是因為，隨著能源的短缺(從長遠來看，這是世界的總趨勢)，可利用熱源的溫度越來越低，換熱允許溫差將變得更小，當然，對換熱技術的發展和換熱器性能的要求也就更高。所以，這些年來，換熱器的開發與研究成為人們關注的課題。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，并向低溫差設計和低壓力損失設計的方向發展。同時，對其一方面要求成本適宜，另一方面要求高精度的設計技術。當今換熱器技術的發展以CFD(Computational Fluid Dynamics)、模型化技術、強化傳熱技術及新型換熱器開發等形成了一個高技術體系。近年來，隨著制造技術的進步，強化傳熱元件的開發，使得新型高效換熱器的研究有了較大的發展，根據不同的工藝條件與換熱工況設計制造了不同結構形式的新型換熱器，并已在化工、煉油、石油化工、制冷、空分及制藥各行業得到應用與推廣，取得了較大的經濟效益。
2、確定設計方案
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。當管子受熱（或受冷）時，管子連同浮頭可以自由伸縮，而與外殼的膨脹無關。浮頭式換熱器不但可以補償熱膨脹，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，故浮頭式換熱器應用比較普遍。...
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