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1. 研究目的与意义

随着科学技术和国民经济的高速发展，全球环境严重污染，我国的能源结构和环境保护问题也成为国民经济发展中严峻的课题。在这种情况下，电升温载体油加热技术以其工艺性能优越（其它热源无法比拟)，能源利用率高(可达8590％以上)^[1] ，无环境污染而受到人们重视。这种新型、安全、高效节能、无环境污染的换热设备受到人们日益重视。管壳式换热器由于其传热效率高，结构简单等特点而成为目前化学工程各部门应用最广泛的一种传热装置^[25]。

导热油作为一种传热介质已被广泛应用于石油、化工、造纸纺织、航空航天等各个行业。^[2]它具有传热效率高、易于调节控制温度、对设备无腐蚀、投资低等优点。与传统的传热介质水及水蒸气相比，导热油具有以下特点：在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度，即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性；可以在更宽的温度范围内满足不同温度加热，冷却的工艺需求，或在同一个系统中用同一种导热油同时实现高温加热和低温冷却的工艺要求，即可以降低系统和操作的复杂性，省略了水处理系统和设备；提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量，即可以减少加热系统的初投资和操作费用。

本课题将在已知工作压力、工作温度、工作介质、换热面积等有关设计参数的条件下，并参考相关设计标准以及国内外相关文献的基础上，设计出一台更加安全稳定高效油加热器。

2. 国内外研究现状分析

油加热器是以煤、重油、轻油、可燃气体其他可燃材料为燃料，导热油为热载体。利用循环油泵强制液相循环，将热能输送给用热设备后，继而返回重新加热的温度控制设备。油加热器是一种新型、安全、高效节能，低压（常压下或较低压力）并能提供高温热能的特种工业炉，以导热油为热载体，通过热油泵使热载体循环，将热量传递给用热设备。换热器又称热交换器，是化工、石油、医药、核电等领域的核心设备之一。其用途十分广泛，结构类型也比较多样。而管壳式换热器以制造性和使用性较高的综合性能比得到了普遍广泛使用。管壳式换热器又称为列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。目前国内外工业生产中所用的换热设备中管壳式换热器仍占主导地位，虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面不如其它新型换热设备，但它具有结构坚固，操作弹性大，适应性强，可靠程度高，选材范围广，处理能力大，能承受高温高压等特点所以在工程中仍得到广泛应用^[3-6]。

70年代的世界能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展。为了节能降耗，提高工业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备^[7]。这是因为，随着能源的短缺(从长远来看，这是世界的总趋势)，可利用热源的温度越来越低，换热允许温差将变得更小，当然，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高。所以，这些年来，换热器的开发与研究成为人们关注的课题。

在设计制造管壳式换热器的历史过程中，由于传热过程的复杂性，考虑流动状态、流动通道、边界状况以及工艺条件和经济效益等诸多复杂因素，很难提出一个通用于各种强化传热技术的准则。为了探索管壳式换热器的最佳设计，大多数国内外学者从优化工艺、强化传热、常见问题等因素着手研究，并取得一定成绩。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：通过调研和查阅文献了解油加热器的国内外研究进展，现状，以及发展趋势等，全面熟悉油加热器的工作原理和结构形式。根据任务书完成设备的总体设计，包括材料选择、管壳程结构确定、换热管、支座选择等等，以及设备的强度计算，包括各承压部件强度计算（筒体、封头、管板、支座、开孔补强）、压力试验及气密性实验。并完成油加热器的设计，绘图（图纸折合1#不少于6张）。

时间安排：

1~3周 (12.18~1.15）；调研及查阅文献资料，翻译英文文献，完成开题报告；

4. 研究创新点

无