毕业论文课题相关文献综述

文献综述

一、简介

水水换热器主要是指以水水为媒介将热量从一种载热介质传递给另一种载热介质的装置。换热器按照冷热媒的不同主要可以分为：汽水热交换器和水水热交换器。按照作用原理可分为：间壁式换热器、蓄热式换热器和混合式换热器。根据使用目的可分为：冷却器、加热器、冷凝器和汽化器。根据结构材料可分为：金属材料换热器和非金属材料换热器。根据传热面的形状和结构可分为：管式换热器和板式换热器。根据用途可以分为：集体供热式热交换器和家用热交换器。目前换热器在石油、化工方面应用十分的广泛，在小区、建工及建筑领域也有不小的普及[1]。

二、发展历程

早在二十世纪20年代，板式换热器就被用于食品工业。因以板代管制成的换热器结构紧凑、传热效果好，陆续发展成多种类型。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。随后，英国用钎焊法制造出一种由铜及铜合金制成的板翅式换热器，用来为飞机发动机散热。30年代末，瑞典又制出了第一台板壳式换热器，并被用于纸浆工厂。其间，为了解决腐蚀性介质的换热问题，人们开始把注意力投放到制造换热器的新型材料中。60年代左右，随着空间技术和尖端科学的迅速发展，对各种高效能紧凑型的换热器的需求极为迫切；再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器的制造工艺得到了进一步的完善，推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。自60年代起，经典的管壳式换热器为了适应高温高压条件下的换热节能的需求也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热能力，基于对热管的研究和发展，热管式换热器也被研发出来。我国自二十世纪70年代起，开始批量生产板式换热器，并广泛应用于食品、轻工、机械等部门；二十世纪80年代初期，应用范围扩大到了民用建筑的集中供热；80年代中期，随着高层建筑集中空调系统的增多及空调制冷产品的更新换代，板式换热器在空调制冷领域里的应用已处于领先地位。近年来，随着技术的日益成熟，板式换热器由于其传热效率高、体积小、重量轻、污垢系数低、拆卸方便、板片种类多、适用范围广的特点，在各个行业中得到了广泛应用。

三、应用现状

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%。新型换热元件与高效换热器开发研究的结果表明，列管式换热器已进入一个新的研究时期，无论是换热器传热管件，还是壳程的折流结构都比传统的管壳式换热器有了较大的改变，其流体力学性能、换热效率、抗振与防垢效果从理论研究到结构设计等方面也均有了新的进步。目前各国为改善该换热器的传热性能开展了大量的研究，主要包括管程结构和壳程结构强化传热的发展[2]。

四、面临问题及解决方案

在现如今，随着工业技术和科学的迅猛发展，人们对能源的依赖性越来越高。小到个人生活，大到国家发展，没有哪个方面离得了能源。由于现有资源的日益匮乏及气候环境的愈加异常，人们对能源的节约利用及新型能源的发现的需求越来越大。板式换热器效率低下的原因一般是污垢层热阻、板片换热效率低、板片厚度太厚。常见的提高板式换热器效率的方法有：(1)提高传热效率，1）提高板片冷热两侧表面传热系数的同时，减小污垢层热阻，并选用热导率高、厚度小的板片，从而有效提高换热器传热系数。2）提高对数平均温差。3）进出口管位置的确定。(2)降低换热热阻，1）采用热混合板。2）采用非对称性板式换热器。3）采用多流程组合。4）在换热器旁架设通管。5）选择适当的换热器类型。(3)橡胶密封垫材质及安装方法，1）根据相关文献资料选择耐温性和密封性合适的橡胶密封垫材质。2）常用的橡胶密封垫安装方法为粘接式和卡扣式。(4)选择合理的板片材质[3]。

五、最新研究成果