板式换热器设计毕业论文
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板 式 换 热 器 效 率 提 升 整 合 分 析(论文)
板式换热器效率提升整合分析黄富春(惠美热源分公司水暖制造部技术员)摘要：板式热交换器是近几十年来得到发展和广泛应用的一种新型高效、紧凑的热交换器。
板式换热器技术日益成熟。
近年来其传热效率高，体积小，重量轻，污垢系数低，装配方便，板片品种多，适用范围广，在供热行业得到广泛应用。
板式换热器按组装方式分为可拆式、焊接式、钎焊式、板壳式等。
由于可拆式板式换热器便于装配清洗，增减换热器面积灵活，供热工程中使用较多。
可拆式板式换热器受橡胶密封垫耐热温度的限制，适用于水一水传热。
本文对提高可拆式板式换热器效能的优化设计优化进行分析，通过技术经济比拟后确定以提高换热器的传热效率和降低换热器的阻力，应同时考虑提高板式换热器的效能是一个综合经济效益问题。
而且应合理选用板片材质和橡胶密封垫材质及安装方法，保证设备平安运行，延长设备使用寿命。
掌握设备的正确安装和运行操作、维修方法等，对提高板式换热器效率都起着重要作用。
Abstract :Plate heat exchanger is in recent decades has been developed and widely used a new type of high efficient and compact heat exchanger. Plate heat exchanger technology increasingly mature. In recent years for its high heat transfer efficiency, small volume, light weight, low coefficient of dirt, convenient assembly, plate varieties, wide application range, widely used in heating industry. Plate type heat exchanger according to assembling way into detachable, welded, brazed type, plate type etc.. The detachable heat exchanger is convenient for assembly and cleaning, or heat exchanger area and flexible, more use of heating engineering. Detachable heat exchanger by the rubber gasket heat-resistant temperature limitations, suitable for water to water heat transfer. This article carries on the analysis to improve the optimization efficiency of detachable plate type heat exchanger, through technical and economic comparison of determined to improve the heat transfer efficiency of heat exchanger and reduce the heat exchanger of resistance should be considered at the same time to improve the efficiency of the plate heat exchanger is one of the comprehensive economic benefits. And should the rational selection of the material of plate and the rubber sealing pad material and method of installation, ensure the safe operation of the equipment, prolong the service life of the equipment. Master maintenance method for correct installation and operation, equipment and so on, to improve the heat exchanger efficiency plays an important role.关键词：传热效率热阻污垢系数材质选择、安装方法、使用与维修引言：板式热交换器是近几十年来得到发展和广泛应用的一种新型高效、紧凑的热交换器。
换热器毕业设计论文
换热器毕业设计论文热交换器是工业中常用的换热设备，其主要功能是将流体间的热量传递给冷却介质或加热介质，以达到冷却或加热的目的。
热交换器具有体积小、传热效率高、操作安全稳定等优点，因此广泛应用于化工、电力、制药、石油等行业。
本论文以热交换器设计为主题，对热交换器的基本结构、传热原理及设计方法进行探讨，并通过实例分析热交换器在工业中的应用。
首先，本论文将介绍热交换器的基本结构。
热交换器通常由两个流体管道组成，分别为工艺流体管道和冷却/加热介质管道。
工艺流体通过热交换器时，与冷却/加热介质实现热量传递。
热交换器的结构包括壳体、管束、进出口管道等部分。
其中，壳体用于容纳工艺流体和介质，保证流体不泄露；管束则是工艺流体和介质进行传热的关键部分。
接下来，本论文将讨论热交换器的传热原理。
热交换器的传热原理主要包括传导、对流和辐射三种方式。
传导是指热量通过固体介质的传递，对流是指热量通过流体的流动传递，而辐射则是指热量通过电磁波辐射的方式传递。
在热交换器中，这三种传热方式同时存在，但其相对重要程度取决于热交换器的工况和设计要求。
最后，本论文将介绍热交换器的设计方法。
热交换器的设计涉及到传热面积、传热系数、流体流速等参数的确定。
设计时需要考虑工艺流体和冷却/加热介质的物性参数、流量要求等因素。
同时，还需要注意传热管道的材料选择、流体流动形式、管束的结构等因素对传热效率的影响。
根据热交换器的设计要求和工况条件，可以采用传热系数法、温度差法等不同的设计方法。
本论文以化工企业的换热器设计为例，详细分析了该换热器的结构、传热原理和设计方法，并对其进行了性能评估。
通过分析，得出了换热器的传热效率较高，结构合理可靠的结论。
同时，还提出了进一步提高换热器传热效率和节约能源的建议和措施。
总之，热交换器是工业生产中重要的换热设备，其设计与性能直接影响到工业生产的效率和能源利用率。
本论文对热交换器的结构、传热原理和设计方法进行了深入的研究，通过实例分析进一步验证了热交换器在工业中的应用效果。
固定管板式换热器毕业设计
摘要换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。
换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。
其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。
固定管板式换热器管束连接在管板上，管板与壳体焊接。
其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易堵管或更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力，这种换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。
关键词：固定管板式换热器压力容器目录第一章绪论 (1)1.1什么是管壳式换热器 (1)1.2管壳式换热器的分类 (1)第二章总体结构设计 (3)2.1固定管板式换热器结构 (3)第三章机械设计 (4)3.1工艺条件 (4)3.2 设计计算 (4)（1）管子数n (4)（2）管间距的确定 (5)（3）换热器壳体直径的确定 (5)(4)换热器壳体壁厚的计算 (6)（5）换热器封头的选择 (6)（6）容器法兰的选用 (6)（7）管板尺寸的确定 (7)（8）折流板的设计 (7)（9）膨胀节 (7)3.3换热管排列形式 (7)3.4筒体 (8)3.5管板的设计与计算 (10)3.6折流板 (11)3.6.1折流板各部尺寸 (11)3.6.2 折流板布置 (12)3.7拉杆、定距管 (13)3.8支座 (15)3.9接管 (16)3.10法兰 (18)3.10.1接管法兰 (18)3.11圆筒节的设计 (19)3.12各部分连接形式 (20)3.12.1封头和圆筒节连接 (20)3.12.2接管与壳体连接 (20)3.12.3管法兰与接管连接 (20)3.12.4换热管与管板连接 (21)3.12.5管板与壳体封头连接 (22)3.13 水压实验 (23)第四章技术要求 (24)第五章安装制造 (25)5.1换热器制造 (25)5.1.1筒体 (25)5.1.2封头与管箱 (25)5.1.3换热管 (25)5.1.4折流板 (25)5.1.5管板 (25)5.2换热器安装 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第一章绪论化工生产离不开化工设备，化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础，是生产力的主要因素，是化工产品质量保证体系的重要组成部分[1]。
换热器设计论文
第1章绪论换热器是一种实现物料之间传递热量的节能设备，在石油，化工，动力，食品，轻工等行业应用普遍。
在炼油，化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的30%—45%。
近年来随着节能技术的发展，换热器的应用领域不断扩大带来了显著的经济效益。
换热器的种类很多，但根据冷，热流体热量交换的原理和方式基本上可分为三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三大类换热器中，间壁式换热器应用最多。
间壁式换热器又可分为夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和壳管式换热器。
其中壳管式换热器（又称列管式）是最典型的间壁式换热器，它在工业应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占有主导的地位。
1.1 课题的提出和研究内容1.1.1 课题背景管壳式冷凝器所涉及到的原理和它应用的领域都十分广泛，特别在制冷工业中蒸汽压缩式制冷机或吸收式制冷机中的冷凝器，大型中央空调的冷水机组中都有其身影。
可以说在民用和工业领域中的重要性不言而喻，所以对其的合理优化设计是非常重要的。
这次的毕业设计是与上海第一冷冻机厂的校企合作项目，上海第一冷冻机厂有限公司始创于1934年，我国第一台活塞式制冷压缩机、第一台离心式压缩机、第一台溴化锂制冷机和第一台螺杆制冷压缩机都诞生在这里！公司现已成为一个集冷冻空调设备研制开发、制造和压力容器制造、压力管道设计及相关工程安装和系统服务于一体的集约化企业。
此次的毕业设计正是为企业设计HSG70-2型冷凝器，也是将大学四年所学知识学以致用。
1.1.2课题任务本课题是按照上海第一冷冻机厂的要求设计HSG70-2型双机头（双回路）管壳式冷凝器。
由于这个型号是工厂第一次设计，所以需要对传热系数，传热面积，外形，流动阻力，压降及冷凝器尺寸和强度进行计算和校核。
由于冷凝器为双机头服务，因此壳体中间需加装中间管板，将壳体一分为二。
要求给出二维零件图、机体总图和三维装配图。
因为此次毕业设计与厂里的产品直接挂钩，所以设计要求较为严格，完全按照生产制造的国家标准进行设计与计算，因此对自身来说是一次挑战，同时也是为今后就业打下坚实的基础。
换热器论文设计总结
换热器论文设计总结摘要本文对换热器的设计进行了总结和分析。
首先，介绍了换热器的基本原理和分类。
然后，详细讨论了换热器的设计流程和关键参数选择。
最后，通过实际案例，对设计的换热器进行了评估和优化。
研究结果表明，在合适的设计流程和参数选择的指导下，换热器可以更好地满足用户需求。
1. 引言换热器作为重要的热交换设备，广泛应用于化工、石油、能源等工业领域。
其设计直接影响着热交换效率和能源利用率。
因此，对换热器的设计和优化是非常重要的。
2. 换热器基本原理和分类换热器是一种用来在两个流体之间传递热量的设备，根据传热方式的不同，换热器可分为以下几种主要类型：•管壳式换热器：由一个管束装在一个外壳中组成，流体在管壳两侧进行热交换。
•板式换热器：通过一系列平行的金属板，将两种流体通过交替流经板间隙完成热交换。
•燃气与燃气的换热器：用于燃气热电厂中热电设备的余热回收。
3. 换热器设计流程换热器的设计流程主要包括以下几个步骤：1.确定热量传递类型和传热方式：根据具体的热量传递需求，选择合适的传热类型和传热方式。
2.确定输入和输出流体的温度和流量：根据工艺需求和热平衡计算，确定输入和输出流体的温度和流量。
3.选择合适的换热器类型和结构：根据实际情况，选择合适的换热器类型和结构。
4.计算和选择换热器的关键参数：选择合适的换热器尺寸、传热管路、管子材料等关键参数。
5.进行换热器的热力学和热工学计算：根据选定的换热器参数，进行换热器的热力学和热工学计算。
6.优化设计和评估：根据计算结果，对换热器进行优化设计和评估。
4. 换热器设计关键参数选择换热器的设计关键参数选择对于换热器的性能和效果具有重要影响。
以下是几个常见的设计关键参数：•传热面积：传热面积的大小直接影响到换热器的传热效率和大小。
•热负荷：热负荷是指流体通过换热器单位时间内传递的热量。
•面积效应：面积效应是指流体流经换热器时，流体与传热面的接触程度。
•流体速度：流体速度的选择要考虑流体的压降和传热效率的平衡。
板式换热器设计
（2）设计的主要目的
培养学生综合运用课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成板式换热器的设计任务的实践能力
（3）设计目标
设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，环境上是友好的。
（4）设计条件
处理能力：52t/h热污水
设备型式：板式换热器
操作条件：
热污水：入口温度90℃，出口温度35℃
冷却介质：自来水，入口温度25℃，出口温度70℃
A .计算总传热系数
B .计算传热面积
（4）换热器核算
（5）完成板式换热器的设计全过程；
（6）画出板式换热器的零件图；
（7）画出板式换热器的总装配图；
3.课题完成后提交的书面材料要求（论文字数，图纸规格、数量，实物样零件图；
（3）装配图一张；
本科毕业设计论文
题目板式换热器设计
西安交通大学城市学院
本科毕业设计（论文）任务书
题目
姓名
1.毕业设计（论文）课题的主要任务：
（1）设计的主要任务
换热器在节能、能量转换，能量回收，以及新能源利用领域里的重要性日益增加。换热器也是工业和科研中广泛应用的换热设备之一，其设计过程要利用到传热学和流体力学的知识。
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。板式换热器通常由薄板组装而成。种类繁多，如：密封式、焊接式、螺旋板式、板壳式等。该课题要求首先对各种换热器进行比较，然后选择一种结构合理、经济耐用的换热器，完成相关的设计、计算，最后画出装配图。通过与工程密切联系的课题研究，培养学生将实际知识利用于工程实践的能力。
（13）李永新，杨峰，陈文强．板式换热器失效原因分析及维修方法．工业·生产．2006，4
要求完成日期：年月日
培养学生综合运用课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成板式换热器的设计任务的实践能力
（3）设计目标
设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，环境上是友好的。
（4）设计条件
处理能力：52t/h热污水
设备型式：板式换热器
操作条件：
热污水：入口温度90℃，出口温度35℃
冷却介质：自来水，入口温度25℃，出口温度70℃
A .计算总传热系数
B .计算传热面积
（4）换热器核算
（5）完成板式换热器的设计全过程；
（6）画出板式换热器的零件图；
（7）画出板式换热器的总装配图；
3.课题完成后提交的书面材料要求（论文字数，图纸规格、数量，实物样零件图；
（3）装配图一张；
本科毕业设计论文
题目板式换热器设计
西安交通大学城市学院
本科毕业设计（论文）任务书
题目
姓名
1.毕业设计（论文）课题的主要任务：
（1）设计的主要任务
换热器在节能、能量转换，能量回收，以及新能源利用领域里的重要性日益增加。换热器也是工业和科研中广泛应用的换热设备之一，其设计过程要利用到传热学和流体力学的知识。
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。板式换热器通常由薄板组装而成。种类繁多，如：密封式、焊接式、螺旋板式、板壳式等。该课题要求首先对各种换热器进行比较，然后选择一种结构合理、经济耐用的换热器，完成相关的设计、计算，最后画出装配图。通过与工程密切联系的课题研究，培养学生将实际知识利用于工程实践的能力。
（13）李永新，杨峰，陈文强．板式换热器失效原因分析及维修方法．工业·生产．2006，4
要求完成日期：年月日
板式换热器设计范文
板式换热器设计范文首先，板式换热器的换热面积是设计过程的一个关键参数。
换热面积的大小直接影响到换热器的传热效果和体积。
确定换热面积需要考虑进料温度、出料温度、流体流量以及换热器的设计效率等因素。
常用的换热面积计算公式为：A=Q/(U×ΔTm)其中，A是换热面积，Q是传热量，U是传热系数，ΔTm是平均温差。
其次，传热系数的计算也是设计过程中的一个重要步骤。
传热系数是指单位面积的换热器在单位时间内实际传热的能力，与热传导、对流和传热方式等因素有关。
计算传热系数需要考虑流体的物理性质、流速、管道的长度等因素。
常用的传热系数计算公式为：U=1/(1/h1+Δx/λ+1/h2)其中，U是传热系数，h1和h2分别是流体1和流体2的对流传热系数，Δx是板片间距，λ是板片的导热系数。
最后，板片间距的选择也是设计过程中需要考虑的问题。
板片间距的大小直接影响到流体在换热器内的流动速度和传热效果。
板片间距过大会导致流体流速低，传热效果差；板片间距过小则容易堵塞，增加了维护和清洗的难度。
因此，在选择间距时需要兼顾换热效果和维护方便性。
除了以上几个方面，板式换热器的设计还需考虑其他因素，如：材料的选择、结构的合理性、阻力的计算等。
材料的选择需要根据工作条件和介质的性质进行合理的选取，以确保换热器能够在高温、高压等恶劣环境下正常运行。
结构的合理性则涉及到板式换热器的布置方式和连接方式等，以确保流体在换热器内的流动畅通，并便于操作和维护。
阻力的计算是为了确定流体在换热器内的压降，需要考虑板片的设计和流体的流速等因素。
总之，板式换热器的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素并进行合理的计算和选择。
设计合理的板式换热器能够提高换热效率，减小设备体积，降低生产成本，提高企业的经济效益。
因此，设计人员需要具备扎实的传热学和流体力学基础，熟练掌握换热器的设计原理和方法，以实现最佳的设计方案。
板式换热器论文
板式换热器摘要：板式换热器在制冷行业中的具体应用，板式换热器在制冷及热泵机组中应用的注意事项和存在的问题，解决问题的方法。
关键词：板式换热器蒸发器冷凝器热回收正文：板式换热器(PHE)是一种高效、紧凑的换热设备，在许多方面优于管壳式换热器。
在相同的换热负荷情况下，板式换热器的体积仅为管壳式的1/3一1/6，重量只有管壳式的1/2一1/5，所需要的制冷剂充注量仅约为管壳式的1/7。
以水的换热而言，在相同负荷和同样的水速的条件下，板式换热器的传热系数Ｋ值可达2001一4650Ｗ／（ｍ＂Ｋ），是管壳式换热器的２一５倍。
由于板式换热器具有传热效率高、体积小、重量轻、面积和流程组合方便等优点，其在制冷行业中已经得到广泛的应用，例如在冷水机组及风冷热泵冷热水机组中作为蒸发器、冷凝器、热回收换热器（过热冷却器）、液体过冷器、及螺杆式压缩机的油冷却器等换热器的应用越来越多。
一．制冷设备用板式换热器的基本要求（１）制冷设备用的板式换热器，由于制冷剂侧压力较高（最高约256ar），渗透力较强，所以选型时应首选专门为制冷行业生产的耐高压钎焊式板式换热器。
（２）传热系数是衡量换热器换热效果的重要指标。
随着对制冷机组单位体积能量要求的提高，制冷设备用的板式换热器的单位体积换热面积也应相应提高。
水冷型和乙二醇冷却型机组采用了高效紧凑的不锈钢钎焊板式换热器，换热效率较壳管式换热器有较大幅度的提高，而结垢率只有管壳式冷凝器的1/10.（３）冷凝器内压降大，会使蒸汽的冷凝温度降、低，造成传热温差减小；蒸发器内压降大，会造成出ＬＩ蒸汽过热度过大。
两种情况都会增加换热面积，对换热足不利的。
对冷凝器，建议制冷剂（如Ｒ22）要0.03－0.04MPa；对蒸发器，压降0.01—0.03ＭＰa．（４）对于风冷热泵机组，水侧换热器夏季作蒸发器使用冬季作冷凝器使用，设计时应对两者分别进行选择计算，最后以面积较大的为准。
二．作为蒸发器用的板式换热器在风冷热泵机组中，制冷循环时，板式换热器作为蒸发器使用蒸发器必须保持垂直放ｒＬ，并且经过膨胀阀截流后的气、液两相制冷剂从蒸发器底部进人，以保证制冷剂均匀分配，同时以避免蒸发不完全时液态制冷剂进人压缩腔而产生的“液击”现象。
管板式换热器毕业设计
管板式换热器毕业设计管板式换热器毕业设计换热器是工业生产中常见的设备之一，它的作用是将热量从一个介质传递到另一个介质。
在设计换热器时，需要考虑到换热效率、压降、材料选择等因素。
本文将以管板式换热器为例，探讨其毕业设计的相关内容。
1. 管板式换热器的工作原理管板式换热器是一种常见的热交换设备，由管束和壳体两部分组成。
热量通过管束中的管子传递给壳体中的介质。
在换热过程中，热量的传递主要通过对流和传导两种方式进行。
2. 毕业设计的目标和要求在进行管板式换热器的毕业设计时，首先需要确定设计的目标和要求。
目标可以包括换热效率、压降、材料选择等方面。
要求可以包括设计的可行性、经济性、可靠性等方面。
3. 换热器的结构设计换热器的结构设计是毕业设计的重要一环。
在设计过程中，需要考虑到换热器的尺寸、管束的布置方式、管子的直径和长度等因素。
合理的结构设计可以提高换热器的效率和性能。
4. 材料的选择在进行换热器的设计时，材料的选择是一个关键问题。
材料的选择需要考虑到介质的性质、温度和压力等因素。
常见的材料有不锈钢、碳钢、铜等。
选择合适的材料可以提高换热器的使用寿命和稳定性。
5. 换热器的换热性能计算换热器的换热性能计算是毕业设计中的重要一环。
通过计算可以得到换热器的换热系数、传热面积、传热量等参数。
计算的方法可以包括理论计算、实验测试和仿真模拟等。
6. 换热器的优化设计在进行换热器的设计时，可以通过优化设计来提高换热器的性能。
优化设计可以包括结构优化、材料优化和工艺优化等方面。
通过优化设计可以提高换热器的效率和经济性。
7. 换热器的制造和安装换热器的制造和安装是毕业设计的最后一步。
在进行制造和安装时，需要考虑到工艺流程、质量控制和安全性等因素。
合理的制造和安装可以保证换热器的性能和可靠性。
总结：管板式换热器作为一种常见的热交换设备，在工业生产中具有广泛的应用。
进行管板式换热器的毕业设计需要考虑到结构设计、材料选择、换热性能计算、优化设计和制造安装等方面。
换热器温度控制系统的设计毕业设计论文
过程控制系统与装置课程设计（论文）题目：换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：测控技术与仪器学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目换热器温度控制系统的设计课程设计（论文）任务在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水（工业废水）和蒸汽对其进行加热，工艺要求出口温度为140±2℃。
当用热水加热不能满足出口温度要求时，则在同时使用蒸气加热，试设计换热器温度控制系统。
1.技术要求:测量范围：0-180℃控制温度：140±2℃最大偏差：5℃；2.说明书要求:确定控制方案并绘制原理结构图、方框图；选择传感器、变送器、控制器、执行器，给出具体型号；确定控制器的控制规律以及控制器正反作用方式；若设计由计算机实现的数字控制系统应给出系统硬件电气连接图及程序流程图；编写设计说明书。
指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年月日目录第1章换热器温度控制系统设计概述 (4)第2章换热器温度控制系统设计方案论证 (4)第3章系统内容设计 (7)3.1 温度传感器的选择 (7)3.2 流量变送器的选择 (8)3.3 调节器的选择 (8)3.4 执行器的选择 (9)3.5 变送器的选择 (11)3.6 调节阀的选择 (12)第4章系统性能分析 (13)4.1参数整定 (13)4.2.控制算法的确定 (14)第5章课程设计总结 (16)参考文献 (17)第1章换热器温度控制系统设计概述换热器的应用广泛，比如中央空调系统，机械润滑油冷却系统，制药消毒系统，饮料行业消毒系统，船用冷却，化工行业特殊介质冷却系统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，都是换热器。
它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。
它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
近几年来，我国在节能方面虽然已取得很大的成绩，但能源的供应矛盾依然十分尖锐。
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WORD版本 . 板式换热器设计毕业论文 目 录 前言……………………………………………………………………1 1章标题…………………………………………………………………2 1.1节标题……………………………………………………………………3 1.1.1小节标题………………………………………………………………………4 1.1.1.1小节子标题…………………………………………………………………5 1.2节标题………………………………………………………………6 1.2.1小节标题………………………………………………………………………7 1.2.1.1小节子标题…………………………………………………………………8 2章标题…………………………………………………………………9 2.1节标题……………………………………………………………………10 2.1.1小节标题……………………………………………………………………11 2.1.1.1小节子标题………………………………………………………………12
1 绪论 1.1 板式换热器的学术背景及意义 目前板式换热器已成为高效、紧凑的热交换设备，大量地应用于工业中,它的发展已有一百多年的历史。 1878年德国人发明了半片式换热器，现在通常都称作板式换热器， WORD版本 .
它经过了50余年的发展，至20世纪30年代，由薄金属板压制的板片组装而成的板式换热器间世，并将该换热器应用于工业中，显示出了优异的性能，从此就迅速地得到了广泛的推广应用，成为紧凑、高效的换热设备之一。 板式换热器是以波纹板的新型高效换热器。国外早在20世纪20年代就作为工艺设备引入食品工业，40—50年代初开始用于化工领域。近十年来，板式换热器发展很迅速，现已广泛用于食品、制药、合成纤维、石油化工、动力机械、船舶、动力、供热等各行业。目前我国的板式换热器工厂，可制造单板传热面积从0.042m2至1.32m2，波纹形式为水平平直波纹、人字形波纹、球形波纹、锯齿形波纹、竖直形波纹的板式换热器。 由于板式换热器在制造上和使用上都有一些独特之处，所以在工业上一经使用成功之后就发展很快。到本世纪四十年代，已经有几个国家好几个厂生产出许多种不同形状和不同尺寸的板片。至于现在，世界上能生产板式换热器的工厂已经很多了，主要的生产厂不下三、四十个。几个主要生产厂一般都有该厂独特的板片波形。一般一个厂只生产有限几种尺寸的板片。然后组装成换热面积大小不同的换热器。因为从设计到制造成功一定波形的板片需要有较大的投资和较长的时间，所以一般生产工厂不轻易改变板片的波形。 早期的板式换热器大都用于食品工业，如牛奶、蛋液、啤酒等的加工过程中。这是由于早期扳片的单板面积较小，不能组成单台面积较大的换热器，所以只能用于处理物料流量较小的场合，随着单板面积的增大，能组成的单台板式换热器的面积也相应增大。现在各制造厂竞相增大单板面积和组成大型的板式换热器。 板式换热器今后的发展趋势是：提高操作温度和操作压力，加大处理量，扩大使用围，研制采用新的结构材料的制造工业，而研制新的垫片材料易提高其使用温度和使用压力，将是其中的重点。 虽然板式换热器有很多优点，而其现在发展很快，但它们在结构与制造上尚存在问题。 WORD版本 .
随着科学技术的飞速发展，板式换热器正不断完善，应用也日趋广泛。 21世纪我国的能源形势是紧的，我国和世界的能源消耗随着人口的增长和工业化的进展将会快速增长；现在我们利用的主要一次能源（煤炭、石油、天然气和核能）之中，除煤炭之外，其余三项已逐渐枯竭，其价格不可避免将持续增长；目前尚没有发现能替代石油、天然气、核能的一次能源，作为有效替补的能源有太阳能和热核反应，但前者成本费高，后者尚有许多实质的问题没有解决，尚不能达到实用阶段；为了控制地球温室效应，化石燃料的使用受到了各国舆论的强烈反对。综上所述，在21世纪的上半个世纪之间，作为解决我国能源和环境问题的重要措施之一是如何有效地利用好一次能源，其中主要研究的容是从一次能源转移至二次能源、三次能源的高效率化；各阶段利用技术的先进性和效率的提高；需求的平衡和能源的供给、消耗系统的改善等。上述所说容的实质是热技术，当分析各项技术时，我们将发现，换热技术是关键工艺之一。 近几十年来，板式换热器的技术发展，可以归纳为以下几个方面。 1：研究高效的波纹板片。初期的板片是铣制的沟道板，至三四十年代，才用薄金属板压制成波纹板，相继出现水平平直波纹、阶梯形波纹、人字形波纹等形式繁多的波纹片。同一种形式的波纹，又对其波纹的断面尺寸——波纹的高度、节距、圆角等进行大量的研究，同时也发展了一些特殊用途的板片； 2：研究适用于腐蚀介质的板片、垫片材料及涂（镀）层； 3：研究提高使用压力和使用温度； 4：发展大型板式换热器； 5：研究板式换热器的传热和流体阻力； 6：研究板式换热器提高换热综合效率的可能途径。 1.2 我国设计制造应用情况 WORD版本 .
我国板式换热器的研究、设计、制造，开始于六十年代。1965年，石油化工机器厂根据一些资料设计、制造了单板换热器面积为0.522m的水平平直波纹板片的板式换热器，这是我国首家生产的板式换热器，供造纸厂、维尼纶厂等使用。八十年代初期，该厂又引进了W.Schmidt公司的板式换热器制造技术，增加了板式换热器的品种。 1967年，石油机械研究所对板片的六种波纹型式作了对比试验，肯定了人字形波纹的优点，并于1971年制造了我国第一台人字形波纹板片（单板换热面积为0.32m）的板式换热器，这对于我国板式换热器采用波纹型式的决策起了重要的作用。1983年，石油机械研究所组织了板式换热器技术交流会，对板片的制造材料、板片波纹型式、单片换热面积、板式换热器的应用等方面进行了讨论，促进了我国板式换热器的发展。国家石油钻采炼化设备质量监测中心还对板式换热器的性能进行了大量的测定。 工学院就板式换热器的流体阻力问题进行了研究，认为只有当板片两侧的压差相等或压差很小时，板片以自身的刚性使板间距保持在设计值上，否则板片会发生变形，致使板间距发生变化，出现受压通道和扩通道。其次，他们把板式换热器的流体阻力分解为板间流道阻力和角孔流道阻力（包括进、出口管）进行整理，得到一种新的流体阻力计算公式。 天津大学对板式换热器的两相流换热及其流体主力计算进行了大量的研究，得出考虑因素比较全面的换热计算公式。近年来，研制了非对称型的板式换热器，进行了国产板式换热器的性能测定及优化设计等工作。 华南理工大学、理工大学等高等院校和科研单位，也对板式换热器的换热、流体阻力理论或工程应用方面作了很多有益的工作。 进入二十一世纪以来，我过的板式换热器研究取得了长足的进步，在借鉴国外先进经验的同时，也逐渐形成了自己的一套设计开发模式，与世界领先技术的差距进一步缩小。我国板式换热器的制造厂家有四五十家、年产各种板式换热器数千台计，但是我国的板式 WORD版本 .
换热器的应用远不及国外，这与人们对板式换热器的了解程度、使用习惯以及国产品的水平有关。七十年代，板式换热器主要应用于食品、轻工、机械等部门；八十年代也仅仅是应用到民用建筑的集中供热；八十年代中期开始，在化工工艺流程中较苛刻的场合也出现了板式换热器的身影。由于人们对板式换热器工作原理、热力计算、校验等不熟悉的原因，使得板式换热器在开发到应用的时间跨度上，花费了较多的时间。 1.3 国外著名厂家及其产品 现在，世界上各工业发达国家都制造板式换热器，其产品销往世界各地。最著名的厂家有英国APV公司、瑞典ALFA-LAVAL公司、德国GEA公司、美国OMEXEL公司、日本日阪制作所等。 （1）英国APV公司。APV公司的Richard Seligman博士于1923年就成功设计了第一台工业性的板式换热器。其在国外有20个联合公司，遍及美、德、法、日、意、加等国。Seligman设计的板式换热器板片为塞里格曼沟道板。三十年代后期，英国人Goodman提出的阶梯形断面的平直波纹，性能并不十分优越。目前APV公司生产的板式换热器波纹多属人字形波纹，最大单板换热面积为2.22m，单台换热器最大流量为2500hm/3。换热器最高使用温度为260C、最大使用压力为2.0MPa、最大的单台换热面积为16002m。APV公司换热器产品情况如表1-1：
表1-1 APV公司主要的板式换热器 Tab.1-1 The company APV plate heat exchanger
板式换热器型号 最高工作压力 (MPa) 单板传热面积 （m2） 板片外形尺寸长X宽 （mmXmm） 单台最多板片数
长管尺寸
（mm） SR1 1.03 0.0258 570X210 150 38 HMB 0.69 0.34 1114X318 187 51 SR35 1.55 0.34 1152X392 414 75 WORD版本 .
R40 1.37 0.38 1150X445 409 10275，127，152 R55 2.06 0.52 1156X416 362 102 R56 0.93 0.52 1156X416 350 102 R106 0.69 1.078 1984X712 427 300 R235 0.83 2.2 2739X1107 729 400
（2）ALFA-LAVAL公司。ALFA-LAVAL公司制造的板式换热器，其销售遍布99个国家，从该公司于1930年生产的第一台板式巴氏灭菌器开始，已有60多年的历史。公司在1960年就采用了人字形波纹板片；1970年发展了钉焊板式换热器；1980年对叶片的边缘做了改造，以增强抗压能力。该公司的标准产品性能：最高工作压力2.5MPa；最高工作温度250℃；最大单台流量3600hm/3；总传热系数3500-75002/WmK；每台换热面积0.1-22002m；最大接管尺寸450mm。 （3）GEA AHLBORN公司。该公司现有Free-Flow和Varitherm两个系列产品。前者抗压能力差，后者为人字形波纹片。Free-Flow为弧形波纹板片，其结构特殊，板片的断面是弧状，而且分割成几个独立的流道，相邻两板波纹之间无支点，靠分割流道的垫片作支撑，以抗压力差。显而易见，这种板片的承压能力较低。Varitherm为人字形波纹板片，一般情况下，同一外形尺寸和垫片中心线位置的板片，有纵向人字形和横向人字形两种形式。GEA AHLBORN的板式换热器技术特性如表1-2：
表1-2 GEA AHLBORN公司主要板式换热器技术特性 Tab.1-2 GEA AHLBORN company's main technical characteristics of plate heat exchanger