对二甲苯冷却器设计开题报告(2)
5.3 冷却器的结构设计对传热能力的影响
换热器的结构设计是否合理，直接影响换热器的传热能力。结构设计对传热能力的影响主要有4个因素：换热管的设计，管、壳程分程设计，折流板的结构设计，管、壳程的进、出口设计。
换热器是石油、化工中重要的热工设备，对换热器进行科学的计算，对换热器的结构进行合理的设计，是换热器性能的重要保证。大多数热交换器需要一些类型的控制系统实现过程目标[9]。换热器的热力计算是换热器设计的基础，也是换热器结构设计的前提，因此在换热器的设计中，只有经过对换热器结构参数的不断调整，反复计算，才能使换热器的性能更高，设计更加合理。
5.4 对二甲苯的主要性质
对二甲苯作为聚酯工业的基本原料，其市场需求一直保持增长势头。对二甲苯主要由原油在石油化工过程中制造，它广泛用于颜料、油漆等的稀释剂，印刷、橡胶、皮革工业的溶剂。作为清洁剂和去油污剂，航空燃料的一种成分，化学工厂和合成纤文工业的原材料和中间物质，以及织物的纸张的涂料和浸渍料。二甲苯可通过机械排风和通风设备排入大气而造成污染。由于二甲苯在水溶液中挥发性较强，因此，可以认为其在地表水中不是持久性污染物[10]。二甲苯在环境中也可以生物降解和化学降解，但其速度比挥发低得多，挥发到空气中的二甲苯可被光解。可与氧化剂反应，高浓度气体与空气混合发生爆炸。二甲苯有中等程度的燃烧危险。
6课题创新点及难点分析
在设计冷却器时，选用外壁具有轧制螺纹的高效换热管作为换热元件。这种螺纹管的表面积可达到同直径光管的2倍，管外表面的结垢也因为表面的热流强度低及螺纹翅片效率的自补偿作用，垢的生成速度较慢。在同样的结垢条件下，光管的传热系数K值比螺纹管的降低多的多。此外，在螺纹管外结成硬垢时，在热胀冷缩的过程中，螺纹管上的硬垢会自行开裂脱落，管子外壁重新露出“干净”的螺纹表面。采用光管外壁轧制螺纹波形的高效换热管，其K值可大大提高，换热面积余量也相应增加，而壳程的压降仅上升一点，压降值在设计允许的范围之内。
为了从结构上保证符合设计的冷却器热传导技术性能，对冷却器的浮动隔板部分结构进行改进；对封头、管板、壳体三者间的连接结构进行改进，为解决管程清理时壳程内介质的外泄问题。换热器U型管外径与管板管孔内径的间隙设计为l mm。要使管子与管板胀接牢固，管子必须有较大的变形量，且由于管壁较薄，过大的胀接变形，极易造成管子裂纹。个别管板孔内表面存在毛刺、锈斑、铁屑、油污等情况。管板孔内凹槽深度、宽度不一致，且个别有竖向划痕。
所以首先可以提高管板硬度。JB4726—94中，16Mn锻件在正火状态下的硬度为HB121～178，可使锻件在正火状态的硬度达到或接近上限，奥氏体不锈钢的硬度控制在HB150以下，提高胀接的可靠度。另外对存在毛刺、锈斑的管孔进行抛光处理。管板孔内凹槽深度、宽度不一致的部位，采用凹槽加工刀具加工，并清除划痕。经过改进后胀接的U型管，再通过水压试验，便能减轻或消除渗漏现象。
7工作进度
1月07日 — 1月20日：实习，查资料，写开题报告，翻译
2月25日 — 3月17日：热力计算，结构设计
3月18日 — 3月24日：材料选择
3月25日 — 4月07日：强度和稳定性校核
4月08日 — 4月14日：零部件设计选用
4月15日 — 4月25日：控制系统设计
4月26日 — 5月20日：画装配图和零件图
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