毕业论文课题相关文献综述

文献综述

1．研究目的和意义

伴随着人口的增加和经济的飞速发展，能源消费也持续增长。能源开发利用和人类活动所带来的环境问题也日趋严重。同时，煤炭、石油、天然气等化石燃料的消耗速度日益增长，世界面临着巨大的能源挑战^[1,2] 。

热交换器是各个行业生产及运行过程中不可或缺的重要装置，它可将通过热流体的热量传递给冷流体，从而使流体温度达到工艺流程规定的指标，或者是在余热回收运用中实现节约能源的目的。换热器主要集中运用在石油、化工、冶金、电力、核能、机械制造、建筑、航天航空、船舶、食品药品、制冷、空调系统等行业及领域，随着我国经济社会的进一步发展，各个行业对换热器的需求还将持续增长^[3,4]。因此，我们需要不断研究和改善换热器的设计，提高其传热效率，为国民经济建设贡献力量。

换热器种类繁多、形式各异，其中管壳式换热器使用广泛，技术成熟，处理能力大，适应性强，为目前化工厂中的重要换热设备。管壳式换热器已经标准化，对于给定的传热过程，其通用的设计方法为大家所熟知。但是，换热器投入运行后，其稳态特性往往与设计时所期望的不一致，或者不容易操作控制。主要存在的一些问题是传热研究中存在的问题、物性参数计算存在的问题、污垢问题、计算方法问题、反温差问题等^[5,6] 。

2．国内外文献分析

2.1国外发展现状

螺旋缠绕管式换热器最早是由德国的林德公司于1895年制造的。螺旋缠绕管式换热器又称螺纹管缠绕式换热器、螺旋螺纹管换热器，是新一代换热产品中得代表作品。主要适用于汽液换热工况，是根据CFD计算流体力学技术、FEM微分有限元技术、OWEN湍流抖振频率准则、Eisinger准则、Bevinsbbb准则、非对称流设计等技术设计，目前在汽水换热工况换热系数最高可达14000W/㎡.℃。

关于管壳式换热器管板、管子和壳体的设计，美国在过去一直TEMA标准为主要依据。ASMEⅧ- 11983年版，首次以附录AA的方式列入了U形管式换热器2种比较简单结构类型的管板设计，1992年版又增加了固定管板式换热器3种结构类型的管板设计，并在以后的各版中对此二者陆续增添类型并修改、完善，还补充了计算实例。在2002年的增补(2002A)又增加了浮动式换热器6种类型静止端管板、4种类型固定端管板的管板设计。至2003年增补(2003A) ，则把以前各版列在附录AA的管板设计规则和列在UW- 20的管子对管板焊缝统一列入新编的UHX篇，并重新命名为对管壳式换热器的规则。这些规则,基本上都按照ASMEⅧ- 2的应力分析设计概念，对由不同载荷在不同结构处引起的应力进行分类,，分别采用不同的限制条件^[7]。

作为石油化工等能源行业中广泛应用的单元设备而得到越来越多的关注和研究。管壳式换热器的发展脉络就总体上来说主要经过了支承形式的发展、板式支承、折流杆式支承、空心环支承、管子的自支承等传热性能依次加强和压降不断减少的一个发展过程。由此，我们可以看出，随着强化传热理论的不断发展和支承形式、技术之间的强势发展，换热器的传热综合性能获得了突飞猛进的发展^[8,9]。