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课题介绍本课题的主要设计内容为一列管式换热器。换热器是化工、石油、能源等各工业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计， 在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30% ， 在炼油厂中占全部工艺设备的40% 左右， 海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明， 虽然各种板式换热器的竞争力在上升，但管壳式换热器仍占主导地位约64% 。主要因列管式换热器具有结构坚固、材料范围广、制造容易、处理能力大、适应性强、操作弹性大等优点，在高温、高压下尤其适用[1]。而此次设计条件中壳程物料为水，管程物料为稀氨水。氨水是氨溶于水得到的水溶液。它是一种重要的化工原料，也是化学实验中常用的试剂。氨水为一无色透明的液体，具有特殊的强烈刺激性臭，正因为它具有局部强烈兴奋的作用，因此将特定浓度的氨水，直接接触皮肤会使皮肤变红，并有灼热感，因此在分装、运输和使用过程中必须小心。23445
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2 课题研究的意义
换热器的应用十分广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，这些都是换热器。另外它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门[2]。
近年来随着制造技术的进步，强化换热元件的开发，使得新型高效换热器的研究有了较大的发展，根据不同的工艺条件和工况设计制造了不同结构形式的新型换热器，也取得了较大的经济效益。所以我们在设计换热器设备时一定要根据不同的工艺、工况要求进行设计，并且注意设计中应遵循的基本原则是符合操作和工艺的要求、符合经济的要求和符合安全生产的要求[3]。换热器的作用可以是以热量交换为目的。即在一定时间内交换一定数量的热量；也可以是以回收热量为目的，用于余热利用，而在这种场合为了降低换热设备对原生产系统的阻力通常通过改善换热器壳程的减阻和增效来实现[4]；还可以是以保证安全为目的，即温度升高而引起压力升高造成某些设备被破坏。所以，本课题中的列管式换热器主要就是为了针对热量的回收并用于余热利用。并且换热器是实现化工生产中热量交换、传递不可缺少的设备。而本课题中的物料为稀氨水，在热量交换中会产生腐蚀，因此要求换热器的材料具有强抗腐蚀性或者通过对换热器进行表面涂层来实现防腐蚀[5]。另外在化工企业中所应用的换热器类型很多，如板式、套管式、蜗壳式、列管式。其中列管式换热器结构坚固、可靠程度高、适用性强、材料范围广等特点，而列管式换热器又分为固定管板式换热器、浮头式换热器、填函式换热器和U型管式换热器，其中固定管板式换热器由于结构简单、紧凑，造价低，因此应用普通[6]。论文网
3 国内换热器的研究进展与主要成果
3.1 换热器传热性能方面的研究
在现代科技的不断发展和提高环境下，相应的对于容器设备的要求也越到越高，在满足生产等的要求下希望能得到更高的效率和减少对环境污染等 [7]。目前主要针对于改善换热器的传热性能进行了大量的研究， 主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展。所谓提高换热器性能，其实就是提高其传热性能。在化工操作过程中，随着时间的的推移，作为冷、热流体的介质往往会在传热间壁的两边结垢从而影响传热[8]。所以结垢是降低热传递效率的主要因素，最新采用统计分析数值方法来检测临界结垢从而合理计划清洁时间[9]。而强化传热有两条路径，即改变传热面的形状和在穿热门上或传热流路径内设置各种形状的湍流增进器或插入物。