管壳式换热器结构设计研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

管壳式换热器作为一种应用广泛的换热设备，在石油、化工、电力、冶金、船舶等工业领域发挥着至关重要的作用。

其结构设计是否合理直接关系到换热效率、能源消耗、运行成本以及设备安全等关键因素。

因此，对管壳式换热器结构设计进行深入研究，对于提高工业生产效率、节约能源、降低成本、保障安全生产具有重要的现实意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

管壳式换热器结构设计一直是国内外学者关注的热点问题，近年来，相关研究取得了丰硕成果，并呈现出以下发展趋势：

1. 国内研究现状

国内学者在管壳式换热器结构设计方面做了大量研究，并取得了一定的成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.管壳式换热器传热机理与结构参数影响分析:深入分析管壳式换热器的传热过程，包括管内对流换热、管外对流换热、管壁导热以及污垢热阻等环节。

研究不同结构参数（如管径、管长、管束排列方式、折流板形式等）对换热系数、压降、传热面积等关键性能指标的影响规律，为结构优化设计提供理论依据。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法。

1.理论分析：-查阅国内外相关文献，了解管壳式换热器结构设计的研究现状、发展趋势以及关键技术。

-建立管壳式换热器传热和流动的数学模型，分析不同结构参数对换热性能的影响规律。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.提出一种基于多目标优化的管壳式换热器结构设计方法，综合考虑换热效率、压降、体积、成本等因素，实现换热器性能的整体提升。

2.研究新型强化传热结构在管壳式换热器中的应用，例如采用螺旋肋片管、扭曲管等，以提高换热效率，降低设备体积。

3.结合数值模拟和实验验证，对管壳式换热器的振动特性进行分析，提出有效的减振措施，提高设备运行的可靠性和安全性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 周俊杰, 张强, 程浩, 等. 大型换热器管板设计及强度分析[j]. 石油化工设备, 2020, 49(05): 32-36.

[2] 王永锋, 郑辉, 王晓. 一种新型高效换热管的传热性能研究[j]. 化工装备技术, 2022, 43(02): 62-67.

[3] 刘建华, 王华, 李伟. 换热器传热强化技术的研究现状及展望[j]. 石油化工设备, 2019, 48(06): 1-5.