1.2课题研究的意义论文网

乙醇加热器是在生产活动中的各个领域都得到广泛应用的一种换热器，我们留心观察日常生活中有使用热源的地方就可以发现换热器的身影，是非常重要的工业生产设备之一。特别是在当今能源日益匮乏之际，世界各国政府及研究机构都加大了对换热器的研究力度，研究的侧重点由于各自观点不同主要有以下两个研究方向：(1)寻找新的能源;(2)探索节约能源的新途径。最终在耗费了大量人力、物力和资源的后，还是取得了一些进展，他们研发出了一些高效换热器，如板翅式换热器、大型板壳式换热器等，发明出来一些强化换热器传热的元件如强化沸腾的表面多孔管、T形翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等。这些创新还是产生了相当显著的社会效益，并且有效缓解了能源的紧张状况。

换热器是一种实现物料之间热量传递的在各个行业普遍应用的一种工艺设备。其中换热器占总生产设备数量的40%左右，消耗掉了30%~45%的建厂投资费用。随着近些年资源的日益衰减和节能技术的发展，其应用领域不断扩大，利用其进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。目前，管壳式换热器是使用量最大的换热器设备。

1.3设计目的

本课题针对换热器中的U型管乙醇加热器进行设计，由于近年来，能源以及材料费用的不断提高，对于研究高效节能换热器这一方面有了很大的提高。目前，节能减排在我国已经成为了一项非常重要的举措，而研究高效节能换热器在换热设备里也是具有着重要的意义。所以设计出这项乙醇加热器的最终目的是为了有效利用能源交换来达到能量的利用的提高并真正做到节能减排高性能的换热器。

第二章 加热器整体方案选定

2.1方案的要点、要求

2.1.1  方案要点

方案确定的要点:合理性、高效性。

2.1.2  方案要求

本次课题是设计一个U型管乙醇溶液加热装置

已知乙醇的物性参数为：ρ=756.65kg/m3, cp=1.5966kJ/(kg°C)

                      λ=0.108W/(m oC), μ=0.63 mPa S

设计压力:管程0.4 MPa, 壳程 0.6MPa

设计温度 管程120℃，壳程 75℃

传热:80m2 

 U型管式换热器的结构示意图

2.2 换热器结构型式的确定

2.2.1换热器分类

    在工业生产中，要实现热量的交换，需采用一定的设备，此种交换热量的设备统称为换热器。换热器作为工艺生产过程的单元设备，广泛的应用于石油、化工、动力、轻工、机械、冶金、制药等工程领域中。文献综述

根据冷、热流体换热方式的不同可将换热器分为混合式换热器、蓄热式换热器和间壁式换热器。

2.2.1.1直接接触式换热和混合式换热器

对于某些传热过程，工艺上允许冷、热流体互相混合，例如气体的冷却或水蒸气的冷凝，此时可使二者直接混合进行热交换。所用的设备称为混合式换热器，常见的有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。这种换热方式的优点是设备结构简单，传热效率高。直接触式换热的机理比较复杂，进行传热的同时伴有传质过程。

2.2.1.2蓄热式换热和蓄热器

    蓄热式换热是在蓄热器中实现热交换的一种换热方式。蓄热器内装有固体填充物，热、冷流体交替的流过蓄热器，利用固体填充物来积蓄和释放热量，从而达到换热的目的。通常在生产中采用两个并联的蓄热器交替使用。其缺点是设备体积庞大且不能完全避免两种流体的混合，所以该设备在化工生产中使用的不多。