U型管换热器设计.doc

U型管换热器设计本科毕业设计(论文)U型管换热器结构设计与建模学院名称制造科学与工程学院专业名称过程装备与控制工程学生姓名XX学号XX指导教师XX讲师二〇,又称热交换器。二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一步完善,从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。自60年代开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。目前对换热器的研究现状,工程上已经大量使用商业的软件进行换热器的计算。最著名的专业换热器计算软件主要有以下几个:第一是成立于1962年的美国传热研究公司(HeatTransferResearchInc.,即HTRI)开发的XchangeSuit软件;第二是成立于1976年的英国传热及流体服务中心(HeatTransferandFluidFlowService,即HTFS)开发的HTFS系列软件和B-JAC软。因此,换热器计算软件发展到今天已经可以向很多制造厂商提供设备条件。目前工业上用得较多的管壳式换热器主要有浮头式、固定管板式和U型管式,其中以浮头式换多。本次选择设计的是U型管式换热器,它的管板比固定管板式换热器少,其泄露量也相应减少,并且U型管式换热器具有壳程水压试验后烘干更容易,适用场合广、换热面积大、管内介质流速大效率高、检修简便、操作弹性较大、结构简单、价格便宜承受能力强的特点。由于U型换热管的两端都同时固定在上同一块管板上,管子可以自由伸缩,因此,当壳体与U形换热管有温差时不会产生热应力。但是,U型管换热器的主要缺点就是U型管具有一定的弯曲半径,故管板的利用率较差,管内不容易清洗,一旦内层有管束堵塞更换困难,只有将堵塞的换热管两端封住,影响传热。所以,U型管式换热器适用于管与壳壁温差较大或管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的介质的情形;有时候也用在换热器壳程容易结垢,需要清洗,但又不适宜用浮头式或固定管板式的场合。U型管换热器是一种典型的管壳式换热器,其管子弯成U形,管子的两端固定在同一管板上,因此每根管子可以自由伸缩,而与其他管子及壳体无关。U型管换热器仅有一块管板,且无浮头,所以结构简单,造价比其他换热器便宜。U形管束可以从壳体内抽出,所以管子便于清洗。但管内清洗困难,所以管内介质必须是清洁且不易结垢的物料。由于换热管呈U形