F180填料函式柴油機冷卻器設(shè)計開題報告

F180填料函式柴油機冷卻器設(shè)計開題報告,f180,填料函,柴油機,冷卻器,設(shè)計,開題,報告,講演,呈文 設(shè)計開題報告 題　　目 F180填料函式柴油機換熱器設(shè)計 學生姓名 班級學號 專業(yè) 1 選題的目的與意義 節(jié)約能源是當今世界的一種重要社會意識,是指盡可能的減少能源的消耗、增加能源利用率的一系列行為。加強用能管理,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施,從能源生產(chǎn)到消費的各個環(huán)節(jié),降低消耗、減少損失和污染物排放、制止浪費,有效、合理地利用能源。 《中國人民共和國節(jié)約能源法》指出節(jié)約資源是我國的基本國策。國家實施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略?！痹诟鲊麓罅α繉ふ倚碌哪茉匆约霸诠?jié)約能源上研究新途徑,換熱設(shè)備的研究受到世界各國政府以及研究機構(gòu)的高度重視,在研究投入大量資金、人力資源配備足夠的情況下,一批具有代表性的高效能換熱器和強化傳熱元件誕生。目前,在我國石油化工產(chǎn)業(yè)換熱器受到普遍的重視,而換熱器的廣泛應(yīng)用性,決定了換熱器換熱性能的改善,設(shè)計理論的不斷創(chuàng)新[2],企業(yè)經(jīng)濟的收益和工業(yè)的飛速發(fā)發(fā)展,都具有一定的積極作用,為節(jié)約能源和保護環(huán)境有顯著的貢獻。 本課題所設(shè)計的是單殼程雙管外填料函式換熱器，填料函式換熱器這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點與浮頭式換熱器相類似，浮頭部分露在殼體以外，在浮頭與殼體的滑動接觸面處采用填料函式密封結(jié)構(gòu)。由于采用填料函式密封結(jié)構(gòu)，使得管束在殼體軸向可以自由伸縮，不會產(chǎn)生殼壁與管壁熱變形差而引起的熱應(yīng)力。其結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，加工制造方便，節(jié)省材料，造價比較低廉，且管束從殼體內(nèi)可以抽出，管內(nèi)、管間都能進行清洗，維修方便。 因填料處易產(chǎn)生泄漏，填料函式換熱器一般適用于4MPa以下的工作條件，且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì)，使用溫度也受填料的物性限制。填料函式換熱器現(xiàn)在已很少采用。 課題任務(wù)書所給定設(shè)計參數(shù)如下： 管程介質(zhì)：柴油 殼程介質(zhì)：水 管程設(shè)計壓力：1.55MPa 殼程設(shè)計壓力：1.25MPa 管程設(shè)計溫度：185℃ 殼程設(shè)計溫度：80℃ 腐蝕余量：自定 換熱面積：180m2 2 國內(nèi)、外發(fā)展情況 2.1 國內(nèi)情況 近年來國內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進換熱器的性能，提高傳熱效率，減少傳熱面積降低壓降，提高裝置熱強度等方面的研究取得了顯著的成績。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企業(yè)成本降低，提高了效益。根據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展，“十一五”期間我國經(jīng)濟增長將保持年均7.5%的速度。而石化、鋼鐵作為支柱型產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢頭，這些行業(yè)的發(fā)展都將為換熱器行業(yè)提供更加廣闊的發(fā)展空間。 據(jù)統(tǒng)計，在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，換熱器的投資占全部投資的30%-40%,在熱 電廠中，如果把鍋爐也作為換熱設(shè)備，換熱器的投資約占電廠總投資的70%。由此可見，換熱器的合理設(shè)計和良好運行對企業(yè)節(jié)約資金、能源和空間都是十分重要的。如今能源危機，為了節(jié)能降耗，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，要求開發(fā)適用于不同工業(yè)過程要求的高效換熱設(shè)備。這些年來，換熱器的開發(fā)與研究成為人關(guān)注的課題。大量的強化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置，我國換熱器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速提升，板式換熱器日漸崛起。與此同時，近幾年，我國在大型管殼式換熱器、大直徑螺紋鎖緊環(huán) 高壓換熱器、高效節(jié)能板殼式換熱器、大型板式空氣預(yù)熱器方面也獲得了重大突破。 而且，隨著制造技術(shù)的進步，強化傳熱元件的開發(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)濟效益。 2.2 國外情況 由于制造工藝和技術(shù)水平的限制，早期的換熱器只能采用簡單結(jié)構(gòu)，傳熱面積小、體積較大、笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展，管殼式換熱器的單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果較好，長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。 20世紀20年代出現(xiàn)板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效果好。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。接著英國用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機發(fā)動機的散熱。30年代末，瑞典又制造出第一臺板殼式換熱器，用于紙漿生產(chǎn)。在此期間，為解決強腐蝕性介質(zhì)的換熱問題，人們對新型材料制成的換熱器開始注意。 20世紀60年代，由于空間技術(shù)和尖端科學的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進一步完善，從而推動了緊湊式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外，自20世紀60年代開始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進一步的發(fā)展。20世紀70年代中期，為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又開發(fā)出熱管式換熱器。 20世紀80年代后，大量的強化傳熱元件被推向市場，如折流桿換熱器、新結(jié)構(gòu)高效換熱器、高效重沸器、高效冷凝器、雙殼程換熱器、板殼式換熱器、表面蒸發(fā)式空冷器等高效換熱器。 進入21世紀后，大量的強化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置，世界換熱器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速提升，板式換熱器日漸崛起。 3 課題設(shè)計的主要步驟 3.1 準備工作 到圖書館查閱相關(guān)文獻資料，了解單殼程雙管程外填料函式換熱器的基本原理，性能及其應(yīng)用。換熱器在國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。了解設(shè)計理論基礎(chǔ)，技術(shù)路線及其意義。最后理清設(shè)計步驟。 3.2 材料選擇及主體、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 各零部件的材料選擇，選擇單殼程雙管程外填料函式換熱器的類型與結(jié)構(gòu)，操作條件的選擇和操作方式的選擇。單殼程雙管程外填料式換熱器的幾何設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3.3 強度計算與校核 計算單殼程雙管程外填料函式換熱器各部件的應(yīng)力大小檢驗其強度是否在允許范圍內(nèi)，按照國家壓力容器安全技術(shù)規(guī)定進行計算或者核算。 3.4 加工工藝，裝配程序，安全防腐 選擇加工工藝，及編寫裝配程序，考慮安全性能及采取防腐措施。 3.5 繪制裝配圖及零部件圖 利用AutoCAD繪圖軟件繪制出單殼程雙管程外填料函式換熱器的裝備圖及各個零件圖。 3.6 翻譯外文文獻，編寫說明書 將外文文獻進行翻譯，并按要求編寫說明書。 4 課題的進度安排 2月1日～2月13日：尋找與課題相關(guān)的參考書及文獻資料。 2月14日～3月1日：撰寫開題報告。 3月2日～3月12日：查閱文獻資料，確定設(shè)計方案，開始課題設(shè)計。 3月13日～4月3日：填料函式換熱器的幾何設(shè)計和總體設(shè)計，計算并校核。 4月4日～4月18日：選擇加工工藝，裝配過程，考慮安全防腐等細節(jié) 。 4月19日～5月5日：依據(jù)設(shè)計步驟繪制零件圖，裝配圖。 5月10日～5月21日：提交論文初稿，答辯前的準備，交論文正式稿。 5月22日～5月27日：畢業(yè)答辯。 參考文獻 [1] 趙奕斌.《化工設(shè)備設(shè)計全書-換熱器》[M].北京：化學工業(yè)出版社, 2003.5. [2] 秦叔經(jīng)，葉文邦.化工設(shè)備設(shè)計全書-換熱器［Ｍ］ .北京：化學工業(yè)出版社，2003. [3] 工程材料實用手冊編輯委員會.《工程材料實用手冊》[M].北京：中國標準出版社, 2002.1 [4] 錢頌文.《換熱器設(shè)計手冊》[M].北京：化學工業(yè)出版社,2012.6. [5] 范欽珊.《壓力容器的應(yīng)力分析與強度計算》[M].北京：原子能出版社，1979. [6] 華南理工大學.《化工過程及設(shè)備設(shè)計》[M].廣州：華南理工大學出版社,2012.5. [7] 向寓華.《化工容器及設(shè)備》[M].天津：高等教育出版社,2009.7 . [8] 魏崇光.《化工工程制圖（化工制圖）》[M].北京：化學工業(yè)出版社,1994.1. [9] 喻健良.《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》[M].大連：大連理工大學出版社，2011.7. [10] 董其伍.《換熱器》[M].北京：化學工業(yè)出版社，2014.12. [11] 楊蘭.《化工設(shè)備》[M]北京：化學工業(yè)出版社，2015.8. [12] JB/T4712-2007 ,容器支座［S］ [13] Jonghyeok Lee,Kwan-Soo Lee.??Correlations and shape optimization in a channel with aligned dimples and protrusions [J]. International Journal of Heat and Mass Transfer . 2013. [14] heat transfer on dimples in a staggered arrangement [J]. International Journal of Heat and Fluid Flow . 2012. [15] Yu Rao,Yamin Xu,Chaoyi Wan.??An experimental and numerical study of flow and heat transfer in channels with pin fin-dimple and pin fin arrays [J]. Experimental Thermal and Fluid Science . 2013. 指導(dǎo)教師批閱意見 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日