螺旋折流板管壳式换热器壳程流动与传热机理分析与性能研究的任务书.docx

螺旋折流板管壳式换热器壳程流动与传热机理分析与性能研究的任务书
任务书
题目：螺旋折流板管壳式换热器壳程流动与传热机理分析与性能研究
1.研究背景和意义
壳式换热器是工业中广泛使用的换热设备之一，其结构简单，传热效果好，广泛应用于化工、冶金、电力等行业。随着工业生产的不断发展和技术的不断进步，对换热器性能的要求也越来越高，如传热效率、压降、冷热流量比等。因此，研究壳式换热器的流动与传热机理，优化设计和提高换热器性能具有重要意义。
螺旋折流板是近年来发展起来的一种新型壳式换热器。其通过在壳侧加入螺旋折流板来改变流体的运动轨迹和流动方式，从而增加了内部的湍流强度，提高传热效率；另外，由于螺旋折流板的存在，可以有效地防止大尺寸颗粒等杂质沉淀在壳侧，增加换热器的使用寿命。因此，研究螺旋折流板管壳式换热器的流动和传热机理，对于优化换热器性能，提高生产效率和降低能耗具有重要意义。
2.研究内容和目标
本研究的主要内容和目标为：
（1）分析螺旋折流板管壳式换热器的流动特性，研究螺旋折流板对流体流动的影响。
（2）对换热器内部进行热传输特性分析，探究壳侧传热机理和折流板的传热效果。
（3）通过实验和数值模拟相结合的方法，研究螺旋折流板壳式换热器的性能，探究其对于不同流量、不同温度和不同介质的传热效率。
（4）分析螺旋折流板管壳式换热器的优化设计，提高其传热效率和使用寿命。
3.研究方法和技术路线
（1）理论分析法：通过理论分析和数学建模来研究螺旋折流板管壳式换热器的流动和传热机理。
（2）数值模拟法：采用计算流体力学（CFD）软件对换热器进行模拟计算，探究螺旋折流板的作用和传热机理。
（3）实验研究法：利用实验室建立的实验平台，对螺旋折流板管壳式换热器进行实验研究，分析其传热性能和流动特性。
（4）优化设计法：基于理论分析、数值模拟和实验研究的结果，对螺旋折流板管壳式换热器进行优化设计，提高其传热效率和使用寿命。
4.预期成果
（1）研究螺旋折流板管壳式换热器的流动和传热机理，深入了解螺旋折流板对流体流动和传热效果的影响。
（2）探究螺旋折流板壳式换热器的性能，如传热效率、压降、冷热流量比等。
（3）提出螺旋折流板管壳式换热器的优化设计方案，提高换热器的传热效率和使用寿命。
（4）撰写论文和专利申请，发表学术论文并在工业界推广使用。
参考文献：
[1]刘洪钦,唐亮.壳式换热器传热技术优化[J].化学工程与装备,2015(10):64-68.
[2]王强,任敬民.螺旋折流板直接接触式热交换器传热特性试验研究[J].农业电气化,2019(6):13-16.
[3]贺延,温鑫玉.基于复杂流体流动的壳管式换热器设计优化[J].接触与化工,2019(2):35-38.