摘要：换热器普遍应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。它不但是一种应用广泛的通用设备，还在某些工业企业中占有很重要的地位。在所有结构的换热器当中，列管式式换热器是使用得最为广泛常见的一类。

随着以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。使得提高换热器的热效率一直以来受到研究人员的高度重视。本次设计从国内外最新研究方向入手，首先简单介绍了列管式换热器的各种类型和它们各自的优缺点。分别介绍了对换热器管程、壳程结构的强化传热措施；讨论场协同原理在强化对流传热当中的应用；阐述了（火积）耗散理论并证明其在换热器优化设计当中具有的优越性。最后在设定流体流速的情况下对换热器进行了简单设计，并探索提高换热器热效率的方法。

关键词：换热器  热效率  工艺计算  优化设计

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1本毕业设计的背景-1

    1.2列管式换热器工作原理-1

    1.3列管式换热器分类-1

    1.4强化传热原理-3

    1.4.1增大传热面积-3

    1.4.2加大传热温差-4

    1.4.3提高传热系数K-4

    1.5国内外研究方向-4

    1.5.1管程结构的强化传热-5

    1.5.2壳程结构的强化传热-7

    1.6强化对流换热在换热器当中的应用-10

    1.6.1对流换热的物理机制-10

    1.6.2对流换热的场协同-10

    1.7强化传热技术在推广中存在的问题-11

    1.8本设计的主要任务-12

2 （火积）耗散理论-13

    2.1熵产最小原理-13

    2.2（火积）耗散-14

3 列管式换热器设计-17

    3.1工艺计算-17

    3.1.1传热量-17

    3.1.2平均传热温差-17

    3.1.3冷却水用量-18

    3.1.4初步估算换热面积-18

    3.2换热器机械设计-19

    3.2.1管径和管内流速-19

    3.2.2管程数和传热管数-19

    3.2.3壳体内径-19

    3.2.4折流挡板-20

    3.2.5初选换热器-20

    3.3换热器核算-20

    3.3.1壳、管程对流传热系数-20

    3.3.2传热系数K-21

    3.3.3传热面积-21

    3.4换热器设计结果-22

4 结束语-23

4.1优化设计方法-23

    4.2优化设计举例-23

参考文献-25

致谢-27