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紧凑式换热器的综合性能设计与优选

吴恩  
【摘要】: 换热器是过程机械的典型产品,是工艺过程中的关键设备,在现代工程中占有重要的地位。随着能源问题的日渐突显,节能降耗成为工业生产的重要目标。作为换热设备的主要性能指标,高效性和紧凑性已成为近几十年来工程设计和理论研究人员的主要研究目标。研制适用于不同工况要求的高效能换热设备已成为当前发展节能技术的关键,相应的设计方法和软件亟待开发。 本文针对几种常用的紧凑式换热器,基于技术性能与经济性能综合考虑的思想,开发了紧凑式换热器的综合性能设计与优选系统,其主要的研究工作及得出的结论如下: 1)对紧凑式换热器的发展、设计计算方法以及设计软件的研究进展进行了较为全面的评述,提出了本文的研究目的和技术内容。 2)综合各种换热器的热力设计、结构设计、流动阻力设计和强度校核计算,利用Visual Basic语言开发了紧凑式换热器的设计计算系统,包括板式换热器、板翅式换热器、螺旋板式换热器、热管换热器、翅片管式换热器及用于比较的传统型管壳式换热器,为各种换热器的设计用户提供了综合设计平台。 3)利用Visual Basic与Solid Works的接口,实现了基于设计计算尺寸的三维参数化绘图,从而为用户提供一个直观、形象的三维概略图,便于用户的选型。 4)在充分考虑换热器的购置费用、安装费用、建筑工程费用、动力消耗、设备维修及折旧费等的基础上,提出了采用总投资费用法、运行成本费用法、年计算费用法、费用现值与费用年值法等对紧凑式换热器的成本运行进行经济分析,便于对不同的选型方案进行经济性分析比较。 5)采用模糊优选理论中的模糊综合评价法和模糊物元分析法,针对紧凑式换热器半结构性的特点,利用优选关系对比法进行了量化并建立了三级模糊优化选型,得到了较理想的结果。 6)通过具体的工程案例,介绍了紧凑式换热器优选系统的使用方法和操作步骤,进一步验证了该系统的可行性。


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