DOC《南京林业大学本科》

4 2.3.2板翅式换热器的结构和特点

5 2.3.3板翅式换热器的翅片形式及选择

6 2.3.4板翅式换热器的封头形式及选择

6 第3章Pro/ENGINEER软件

7 3.1 Pro/E简介

7 3.2 Pro/E在零件设计中的优点

8 3.3 Pro/E的功能

8 第4章 装置零件三维建模

10 4.1 零件建模概述

10 4.2 零件建模举例

10 4.2.1 上下封头接管建模

11 4.2.2翅片建模

14 4.2.3侧边封头接管建模

18 第5章 装置装配

23 5.1 装置装配概述

23 5.2 装置装配举例

23 5.2.1 缺省的方法装配换热器隔板

24 5.2.2 装配换热器封条

24 5.2.3装配换热器翅片

27 5.2.4装配上下封头

29 5.2.5 装配侧边封头

32 5.2.6整体装配视图

34 5.2.7干涉分析

36 第6章 装置结构演示动画

37 6.1动画的简单概述

37 6.2 动画演示的优点

37 6.3 演示动画举例

37 6.3.1 创建动画举例

37 6.3.2 创建时间与视图的关系

41 6.3.3 建立时间与透明的关系

41 结论

44 致谢45 参考文献

46 第1章 前言 1.1课题研究目的与意义 传统零件设计中,设计者首先要以平面图的形式把设计的零件表达出来,并对其进行校核、修改,最后再根据平面设计图将实物制造出来.整个过程需要花费很大的精力将二维设计图转化为三维结构,并且在最后工人要制造实物,造成产品的设计周期长、成本高,而且不能及时、方便地修改设计不足的地方,也可能造成人力、财力的浪费. 现代的零件设计中用Pro/ENGINEER对装置的零件进行三维建模,其全参数化的特点,使零件模型的设计和修改变得简单.就像我们所知单一数据库的特性,使对零件数据的修改自动反映到相关的各个环节,保证了设计和装配等各环节数据的一致性,而且Pro/ENGINEER采用基于特征的实体建模技术,这样不仅可以在直观上观察零件的三维形状,而且使设计者可以依据加工的过程和设计者的设计意图逐个创建零件特征. 零件的装配,我们根据Pro/ENGINEER的装配管理系统提供的 匹配 、 对齐 、 插入 等多个装配约束,这样很容易把零件装配起来,并且在同时保持设计意图,这样可以让设计者在设计阶段就能直观、明了地看到装置三维实体图像,让其更准确的把握装置的最终设计效果. Pro/ENGINEER的动画模块中提供的 关键帧序列 、 定时视图 、 定时透明 等功能可以比较方便的创建出装置的装配动画,意义在于直观、形象的表达出装置中各个零件的位置关系和装配关系. 1.2主要内容 我主要运用PRO/E对板翅式换热器装置进行各部件的三维建模,然后对各部件进行虚拟装配,装配动画.主要内容有: (1)分析板翅式换热器的整体结构,从而进行三维实体建模. (2)对各个零部件进行虚拟装配. (3)运用PRO/E的动画功能对装配部分生成装配动画. 第2章 板翅式换热器概述 2.1 研究板翅式换热器的目的及意义 板翅式换热器[]具有结构紧凑、传热效率高等特点,与传统的管壳式换热器相比,其传热效率已经大大的提高,其效率提高大约在20%~30%之间,反观之这样就可以降低50%成本.目前板翅式换热器的制造材料主要使用铝及铝合金,对于铝合金我们知道其存在耐腐蚀性差、承压能力低等缺点;

另外板翅式换热器的结构比较复杂,人工进行热力设计困难,特别是有相变、多股流体换热的情况,用手工进行精确热力设计计算几乎不可能.随着工业和理论的发展,为了进一步拓宽其应用范围,近年来板翅式换热器的设计理论、试验研究、制造工艺及开拓应用的研究方法在不断的更新,而且特别是一些新技术的渗透, 使板翅式换热器的应用范围更加广泛.下面我介绍下近年来在板翅式换热器研究与开发方面所获得的一些理论: 1.表面处理技术 2.快速创型系统 板翅式换热器(图2.1)是以隔板和翅片[]为主要组成部件的换热器.板图2.1整体结构图 翅式换热器在所有类型的换热器中的应用范围仅次于管壳式换热器和板式换热器.在石油化工、天然气、航空及工程机械、通用机械、内燃机车等行业和部门都有非常普遍的应用.通过上述换热器在各方面的应用,我们对换热器结构分析目的在于我们可以直观地了解换热器的工作情况,可以对于理论知识在实践中应用.而对于换热器的结构分析,我所做的工作就是在软件上建立模型,对模型进行动画组装. 对于换热器的翅片结构是影响换热器性能的重要因素.我研究的意义在与换热器在目前的市场上应用很广泛,对于好的换热器,是非常重要的,而这需要对换热器的结构非常的了解.所以,意义在于提高换热翅片的传热效率,有效的节约材料,能源等. 2.2目前国内外对板翅式换热器的研究概况 国内有众多的有关板翅式换热器的研究.如蔡宇宏,朱春玲的板翅式换热器的力学特性的仿真研究,他们得出锯齿形翅片对增加流体扰动,破坏边界层有特殊的影响,而且随着迎风面和雷诺数的增大,换热的效率会增加,压强降也会随着增大. 国外新近开发出偏置折边翅片管(一种间断翅片管)和螺旋扁管,后者也叫麻花管(Twisted Tube).这种换热器原是瑞士的allares公司技术,后经布朗公司(Brown Fintube,Ltd.)改进,变成一种高效换热元件.除此还有用于有相变强化传热的强化沸腾传热管有:烧结多孔表面管、机械加工的多孔表面管(如日本的Themoexcel-E管)、电腐蚀加工的多孔表面管、T型翅片管、ECR40管和Tube-B型管等等.我们从所报导数据来看,在整体低肋管上切纵槽后再滚压成型的Tube-B型管似乎有较高的传热性能,它可能符合薄液膜面积较大,原因是隧道与外界液体相通,因而有利于蒸汽流出和液体吸入等要求.而且俄罗斯也开发出一种称之为 变形翅片管 的传热管,可用于空分装置的冷凝蒸发器.用于强化冷凝传热的传热管有:纵槽管、低螺纹翅片管、锯齿形翅片管(ST管)和径向辐射肋管式翅片管(R管)等.近年来,Hamon-Lummus公司又新推出一种SRC翅片管(SRC Fin Tube),用于冷凝传热.目前板翅式换热器的技术发展趋势[]:(1)耐高压,高温和耐腐蚀的新型板翅式的开发(2)真空钎焊工艺的推广和改进以及新制造的研究(3)关于CFD技术的传热、流动及防积垢的研究(4)计算机辅助工程(CAE)技术的应用(5)应用领域的进一步拓展. 2.3板翅式换热器设计分析 2.3.1 板翅式换热器的设计理论 1.表面特性及选择 板翅式换热器中的换热过程主要是通过翅片来完成的.研究人员对紧凑表面的翅片进行了比较系统的实验研究,总结出40多种翅片形状的板翅式换热器传热和阻力关联式.首先是对于平直翅片的研究,从中可以看出宽高比较大的矩形通道流道品质优于三角形(正弦形)通道;