ASME中国制造-中国环球工程 HTRI培训 资料

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研究带动软件的开发 新技术用于目前的研究，扩展研发团队以保证软件质量。
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全球的影响在增加 社会媒介的力量。
2012年11月上海
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HTRI 软件的应用
设计的关注点
1 2 3 4 5 换热器设计技术的改进办法及新传热研究技术的成果 - 文献、设计手册、设计指南等。 设备选型问题 设备材料问题 设备优化设计问题 设计结果的评估
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HTRI 软件的应用
设备选型问题
例题 产品加热器 管侧冷流体 壳侧流体 冷流体温度 热流体温度 冷流体流率， 热流体流率 进/出 进/出
oC
原油+水的乳状液 工艺水 25/71 91/40 156240 132120
oC
KG/HR KG/HR
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HTRI 软件的应用
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HTRI 软件的应用
设备结果的评估
1) 设备选型 2) ) 传热设计检 传热设计检查要点 要点 3) 单相流换热器的设计 4) 冷凝器的设计 5) 再沸器的和蒸发器的设计 6) 策略和优化设计
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来自百度文库
HTRI 软件的应用
传热设计检查/核对要点
1) ) 工艺条件 条件 2) 温度条件评估及换热器型式的选取 3) 设备尺寸- (L/D) 4) ) 检查热阻的分配 5) 检查压降的合理利用 6) 检查流速 ( 冷却水流速的要求) 7) 流路分析
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HTRI 软件的应用
设备材料问题
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HTRI 软件的应用
设备优化设计
换热器根据不同的应用而设计 因此会涉及不同的优化标准 换热器根据不同的应用而设计，因此会涉及不同的优化标准。 当性能标准被定量化并使其最小化或最大化时＝＝》优化的目标函数 设计标准： － － － － － 最小的初始投资 最小的初始和运行费用 最小的重量或者材料消耗 最小的体积或者最小的传热面积 最小的人力消耗（转化为最小的零部件）
中国寰球工程公司
地址:北京市朝阳区樱花园东街7号 网址: http://www.hqcec.com
谢谢！
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HTRI 软件的应用
设备优化设计
过程： 过程 问题建立 → 换热器设计 → 优化程序
§问题说明→备选方案→设计限制条件和设计变量→优化问题的总限制条件和设计 变量） §物性参数→几何结构→结构变化和（或）设计变量要求的运行条件→换热以及压 降的计算 §目标函数以及限定条件的确定→重新定义设计变量的优化方案→优化方案
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工程设计中的问题和对策
对策
3）关注细节设计 例1：折流板设计- 此工况时折流板的顶部从左到右的旁路是打开的，有漏流。
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工程设计中的问题和对策
对策
解决办法：
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工程设计中的问题和对策
对策
例2: 带过冷的冷凝器 (107OC -- 50OC） 需要分段计算换热面积（上部分为冷凝部分，下部分为过冷部分） -107 107OC -- 103.5 103 5OC -- 50OC - 不对称布置，尽量向下部布管
国寰
2012年11月6日
钦州1227自审报告 第1页
主
题
软件的应用与发展
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内
容
提
要
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HTRI 软件的应用
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工程设计中的问题和对策
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改进和完善工作
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HTRI 软件的应用
HTRI 的今天
1 成立50年 1962年只有12人出席了第一次的HTRI会议，今年8月有来自世界各 地的近200位会员参加了在美国盐湖城的全球会议。 2 世界范围内，著名品牌 - 产品可信度高
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工程设计中的问题和对策
对策
新技术的应用
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工程设计中的问题和对策
对策
新技术的应用
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工程设计中的问题和对策
对策
结合以往的工程经验 （特别是失败的例子）
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工程设计中的问题和对策 对策
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8) 检查折流板
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HTRI 软件的应用
传热设计检查/核对要点
9) 检查温度差 10) )检 检查管子的振动 管子的振动 -- （Xvib）
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工程设计中的问题和对策
计算软件的局限性
1) 特殊型式的换热设备 (高压加热器)
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工程设计中的问题和对策
计算软件的局限性
2) 特殊型式的换热设备 (板壳式)
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工程设计中的问题和对策
计算软件的局限性
3) 特殊型式的换热设备 (全焊接板式换热器)
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工程设计中的问题和对策
计算软件的局限性
4) 特殊型式的换热管
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HTRI 软件的应用
设备选型问题
HTRI 结论
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HTRI 软件的应用
设备选型问题
特殊型式的换热器 板式换热器 螺旋板式换热器 板翅式换热器(铝、钢) 热管式换热器 绕管式换热器 绕管式换热 开架式海水气化器 蛇管式 ．．．．
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设备选型问题
分析 产品加热器 1）什么型式合适？ 2）低温/低压 3）哪侧控制(热侧/冷侧)？ 4）粘性流体 5）污垢系数高(0.00053m2k/w) 6）传热系数相对低 7）温度交叉
－油侧 油侧
－管侧
－油侧
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HTRI 软件的应用
设备选型问题
结论 几种选择 １）板（框）式换热器 板 框 式换热器 ２）管壳式换热器（Ｆ-shell 或 多个E-shell 并联使用） ＊考虑在纵向板上对流和导热的影响 （使用绝热板） F shell F-shell ＊考虑沿纵向板的流体泄漏（板和壳体不焊接时）
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改进和完善工作
1）借助可视实验装置，进一步完善理论计算
2）借助CFD 完成数值计算的验证
3）增加一些工程化的设计内容和设计思想（如：管板图的设计）
4）建立软件的专家系统，帮助用户快速的解决设计中的实际问题。
5）特殊结构和新结构换热器设计计算软件的开发。
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软件的应用与发展
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工程设计中的问题和对策
计算软件的局限性
5) 特殊型式的换热管
HTRI - EHT
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工程设计中的问题和对策
传热计算的假定
1）热平衡 2）机械平衡
（温度一致） （压力一致、均匀流动）
3）化学平衡
（每一相态，流体物性一致）
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工程设计中的问题和对策
对策
1）分析实际操作中可能出现的不平衡情况。 ）分析实际操作中可能出现的不平衡情况 2 ）在基于设计假定的基础上，调节可能的因素，对计算结果做一定的补偿 在基于设计假定的基础 调节可能的因素 对计算结果做 定的补偿 或采取相应的结构变化。
例题： 管内液体全蒸发过程(水平管、垂直管） 水平管 垂直管） 对策：1) 放置 twisted tapes 2) 改为壳侧蒸发 3) 使用热通量限制值 4) 采用插管式换热器（bayonet –tube) tube)
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HTRI 软件的应用
设备材料问题
根据设备的设计压力、设计温度、流体的腐蚀性能以及对材料的制造工艺性能等要 根据设备的设计压力 设计温度 流体的腐蚀性能以及对材料的制造 艺性能等要 求来选取，同时还要考虑材料的经济合理性。 1）金属材料 黑色金属极其合金、不锈钢、有色金属及其合金、稀有金属材料。 2）非金属材料 石墨 玻璃 聚四氟乙烯 石墨、玻璃、聚四氟乙烯 3）换热器的防腐蚀 防腐蚀涂层、金属保护层、电化学保护、添加缓蚀剂
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HTRI 软件的应用
设备选型问题
1 HTRI heat exchanger selection tool
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HTRI 软件的应用
设备选型问题
何种情况下使用？可信度？非唯 性。 何种情况下使用？可信度？非唯一性
设备选型是设计换热器的关键，也是难点，牵扯的条件多，判断难。通常情况下， 设备选型是设计换热器的关键 也是难点 牵扯的条件多 判断难 通常情况下 不会是最优的设计，但应该是安全的、满足工艺要求的，也是性价比相对合理的。 主要考虑下列因素： 1）热负荷及流量大小 2）流体的性质 3）温度、压力及允许压奖的范围 4）对清洗、维修的要求 ）对清洗 维修的要求 5）设备价格、材料、尺寸、重量等 6）价格、使用安全性和寿命