答辯稿,主講人：,,指導老師：,螺旋板式換熱器的設(shè)計,研究課題的意義與前景,研究課題的意義螺旋板式換熱器是一種利用流體的渦旋流動來強化殼程傳熱的換熱設(shè)備。 采用螺旋板式結(jié)構(gòu)，可使殼程流場與溫度場實現(xiàn)協(xié)同而獲得較高的強化傳熱效果。 可大大提高換熱效率，節(jié)省能耗，還可以強化傳熱，而且能減少流動阻力，熱效率比較高。,研究課題的意義與前景,研究課題的前景目前，螺旋板式換熱器是能源工程項目中使用最為廣泛的換熱器結(jié)構(gòu)形式，其屬于螺旋換熱器的一種。板式換熱器的特點是：換熱器結(jié)構(gòu)牢靠，使用可靠；歷史悠久，制造使用的各技術(shù)環(huán)節(jié)已達到成熟；適應(yīng)性較高，使用范圍大。,研究課題的意義與前景,研究課題的前景面對能源危機，在工程節(jié)能中高效節(jié)能設(shè)備的研發(fā)是重要途徑，如新式換熱設(shè)備的研發(fā)開發(fā)。換熱器可以根據(jù)工藝過程的要求來對介質(zhì)進行溫度和熱量控制，同是還能對余熱、廢熱進行行之有效的回收利用甚至再生產(chǎn)，因此換熱器在相當范圍內(nèi)的工業(yè)部門成為廣泛使用的工藝設(shè)備。,研究課題的任務(wù)目標,一、確定設(shè)計方案本文確定的換熱器是可拆式螺旋板換熱器?？刹鹗铰菪鍝Q熱器由外殼、螺旋體、進出口管及端蓋墊片密封結(jié)構(gòu)等四大部分組成。螺旋體用兩張平行的鋼板卷制而成，具有兩個彼此隔絕的供介質(zhì)流動的矩形截面通道（如圖所示）。,研究課題的任務(wù)目標,一、確定設(shè)計方案螺旋板結(jié)構(gòu)是，它的一個通道兩端全焊死，另一通道的兩端全部敞開，兩端面密封采用端蓋加墊片的可拆結(jié)構(gòu)稱為Ⅲ型（如圖所示），僅單一通道能進行機械清洗。,研究課題的任務(wù)目標,一、確定設(shè)計方案介質(zhì)在螺旋板式換熱器內(nèi)的流動形式主要有三種：（1）兩側(cè)流體均呈螺旋形流動，熱流體由換熱器中心進入從里向外流動，冷流體則由螺旋板換熱器的周邊向里流動，如圖a所示；（2）一側(cè)流體在全焊死通道做螺旋形流動，另一側(cè)流體則穿越敞開通道呈軸向流動，型換熱器即采用該種流動形式，見圖4b；（3）一側(cè)流體呈螺旋形流動，另一側(cè)流體是軸向流和螺旋流的組合見圖c，常用于冷凝器和蒸發(fā)器。,研究課題的任務(wù)目標,一、確定設(shè)計方案通常在卷制前，會預(yù)先在鋼板上接觸焊若干定距柱，以使通道間隙沿螺旋長度方向保持不變這些定距柱一般成正方形或者三角形排列，且隨著半徑增大其間距減小，一可確保螺旋體具有足夠剛度。為保證螺旋板兩側(cè)流體之間因短路造成內(nèi)漏，螺旋通道端部必須進行密封，一般采用端蓋墊片密封結(jié)構(gòu)（如圖所示）。,研究課題的任務(wù)目標,一、確定設(shè)計方案預(yù)想設(shè)計的實體圖如下,研究課題的任務(wù)目標,二、結(jié)構(gòu)分析1、密封結(jié)構(gòu)分析：密封結(jié)構(gòu)好壞，直接影響到螺旋板換熱器能否正常運轉(zhuǎn)。即使微小內(nèi)泄漏使冷熱流體相混，也會導致傳熱不能正常進行，因此端面密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計對螺旋板換熱器來說是一個至關(guān)重要的問題。為保證螺旋板兩側(cè)流體之間因短路造成內(nèi)漏，螺旋通道端部必須進行密封，采用封頭墊片密封結(jié)構(gòu)（如下圖示）。,研究課題的任務(wù)目標,二、結(jié)構(gòu)分析為保證螺旋板兩側(cè)流體之間因短路造成內(nèi)漏，螺旋通道端部必須進行密封，采用封頭墊片密封結(jié)構(gòu)。封頭通過焊接法蘭，螺栓等于外殼和螺旋板相連，螺旋通道采用墊入鋼條焊接密封。為了提高可拆式螺旋板換熱器的耐壓能力和密封性能，開發(fā)了如下圖所示的橢圓形端蓋結(jié)構(gòu)，它將介質(zhì)與大氣之間的外密封和螺旋通道間介質(zhì)的內(nèi)密封分開解決。,研究課題的任務(wù)目標,二、結(jié)構(gòu)分析橢圓形封頭、筒體法蘭和墊片起著防止介質(zhì)向大氣泄漏的作用，密封板則起著防止各圈螺旋通道內(nèi)介質(zhì)短路的作用。密封板外邊緣通過法蘭墊片壓緊，設(shè)計時要保證密封板面比筒體法蘭密封面低0.2mm左右，以免影響螺栓強度。對于可拆式螺旋板換熱器，為保證密封板與螺旋端面的緊密貼合，需要在橢圓形端蓋內(nèi)中心部分焊接一定直徑的鋼管，鋼管另一端焊有壓環(huán)，壓環(huán)與密封板間有一比法蘭密封面低的壓環(huán)墊片，這樣運行過程密封板中心會受到鋼管的壓力，密封更可靠。（如圖）,研究課題的任務(wù)目標,二、結(jié)構(gòu)分析2、外殼結(jié)構(gòu)分析：螺旋板換熱器的外殼是承受內(nèi)壓或外壓的部件，為了提高外殼的承壓能力,往往采用增加最外圈螺旋板厚度的方法。為了改善外殼與螺旋板的連接結(jié)構(gòu)，提高外殼的承壓能力，設(shè)計了由兩半圓環(huán)組合焊接而成的圓筒作為螺旋板式換熱器的外殼，具體如圖所示。其中的關(guān)鍵零件是連接板，它一首先與螺旋體末端對接焊接，然后再與兩半圓外殼焊接，有效避免了角焊縫的存在，提高了可拆式螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)可靠性。,研究課題的任務(wù)目標,二、結(jié)構(gòu)分析2、外殼結(jié)構(gòu)分析：螺旋板換熱器的外殼是承受內(nèi)壓或外壓的部件，為了提高外殼的承壓能力,往往采用增加最外圈螺旋板厚度的方法。為了改善外殼與螺旋板的連接結(jié)構(gòu)，提高外殼的承壓能力，設(shè)計了由兩半圓環(huán)組合焊接而成的圓筒作為螺旋板式換熱器的外殼，具體如圖6所示。其中的關(guān)鍵零件是連接板，它一首先與螺旋體末端對接焊接，然后再與兩半圓外殼焊接，有效避免了角焊縫的存在，提高了可拆式螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)可靠性。 下圖為螺旋板換熱器的側(cè)向接管型式,研究課題的任務(wù)目標,,研究成果,實體圖,研究成果,爆炸截圖,研究成果,裝配體爆炸運動圖,設(shè)計感想,通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對對旋板式換熱器有了充足的了解。提高了我對做此類任務(wù)的能力，加強了我作圖能力，以及對各有關(guān)軟件的應(yīng)用能力。在完成任務(wù)過程中讓我體會了到發(fā)現(xiàn)問題并試圖解決問題的樂趣，在多次與老師和同學們的交流中讓我感受到了團結(jié)、友情、互助的力量，是我在這次任務(wù)中成長，在其中得到了一句箴言----堅持就是勝利！,,謝謝觀賞！,,