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附件2: 南京林业大学毕业设计(论文)开题报告 学生姓名 徐修国 学号070305119 专业过程装备与控制工程 指导教师姓名 华洁 职称讲师 所在学院 机械电子工程学院 选题来源 科研课题 生产实践√ 其它 / 选题类型 毕业设计√ 毕业论文 / 选题名称 5m2蜂窝夹套式薄膜蒸发器设计 研究的目的 及意义 薄膜蒸发器是蒸发器中的一种,由于其物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发,并且传热效率高,蒸发速度快,物料停留时间短,因此特别适合热敏性物质,高粘性,,

易结晶物质的蒸发.

随着现在工业的迅猛发展,夹套越来越多的应用于生产中,但是同时随着反应器的容积日益加大,对夹套的换热能力和传热效率提出了更高的要求,蜂窝夹套作为薄膜蒸发器中夹套结构形式的一种创新能够满足生产要求,但由于蜂窝夹套用于薄膜蒸发器上并投入到生产实践中的时间不长,对蜂窝夹套的设计制造和优化还处于不断完善的阶段,大部分的设计仅仅是依照一些经验,还不能更好的适应于现在的工业生产,因此对于蜂窝夹套式薄膜蒸发器的设计,改进和创新是很必要的,目的是改善上述传统蒸发器夹套等的不足之处,进一步更好的优化设计蜂窝夹套薄膜蒸发器,提高蒸发器的换热能力和传热效率,更好的适应物料的蒸发,从而更好的满足生产的要求.这种优化设计将进一步提高生产力和生产效益,并将对今后的工业生产产生深远影响. 国内外同类 研究概况 薄膜蒸发器由于传热效率高,物料在表面蒸发停留时间短,蒸发速度快,,

特别适用于蒸发浓缩高粘性、热敏性或易结晶物料,已经广泛应用于化工、医疗、食品及轻工等行业.蜂窝夹套式薄膜蒸发器由于改善了传统蒸发器中夹套形式,从而具有了更高的传热效率等诸多优点,已广泛应用于现在工业生产中. 国内外对薄膜蒸发器已经做了大量的实验研究,国外薄膜蒸发器已经在大型化,系列化,通用化方面取得了很大的进展,并且在蒸馏、分离、浓缩、萃取、除臭、脱气、反应等工艺中获得了广泛的应用.早在194 0年.瑞士苏黎士的Dr.H ansM ucller发明并制造出第一台薄膜蒸发器样机.随后,苏黎世的Luwa A .G获得了其专利权,使这项发明实现商业化.目前像英国的Henry Balfour公司,瑞士Luwa公司、日本的日南机械、日立制作所、三洋机械,美国Blaw-knox,Chemetron和Pfawdler等公司,等都对薄膜蒸发器进行研究与设计,并取得了很大的成功.我国国内从60年代起也开始研制薄膜蒸发器,比如1970年,北京向阳化工厂自行设计了高10.8m,蒸发面积为l4m2的大型薄膜蒸发器用于苯酚一丙酮生产上,运行很成功.80年代中期,无锡大众化工厂和南京化工大学进行合作,在国内首次将6m2薄膜蒸发器用于制取浓碱液工艺中,获得了较大的成功.并从1994年起开发研制了10-20m2一系列的大规格薄膜蒸发器,到现在已经形成系列化产品.但国外可以设计制造出蒸发面积在40m2以上的高效薄膜蒸发器,国内与之相比还有很大的差距薄膜蒸发器发展到今天,已经很成熟,这种高效节能并可用于粘性、热敏性及有发泡结垢趋势物料的蒸发浓缩装置在众多多行业中得到迅速的应用和创新. 现在生产实践中,反应器的容积要求越来越大,换热能力要求也越来越高,这就对夹套形式提出了更高的要求,蜂窝夹套是薄膜蒸发器中夹套型式的一种创新,它是在整体夹套的基础上,采用特殊的蜂窝结构,将蜂窝夹套应用于薄膜蒸发器,不仅提高了薄膜蒸发器的换热效率,也提高了薄膜蒸发器的刚度和强度,同时也降低了薄膜蒸发器的壁厚,必将对薄膜蒸发器未来在生产中提高生产效益等起到举足轻重的作用.目前,国外大规格薄膜蒸发器转子结构型式有LUWA 、SAMBVAY型等类型,我国国内已经研制出具有挠性结构的转子类型, 这种结构已经用于浓碱液蒸发工艺设备中, 国外鲜有文献报道.品国内外对于蜂窝夹套强度理论也都做过许多研究.但对于仅容器筒体部分包有夹套的整体夹套结构, 由于其夹套内流体压力引起的封口环处的弯曲应力很小,对此国内外研究不多.国内外对蜂窝夹套设备的研究大部分也都只是停留在设备的提高传热性能和优化设计上,但对蜂窝夹套在制造和使用过程中所存在的失效隐患却很少进行分析和提出防患措施.南京工业大学老师和溧阳云龙化工设备有限公司的工作人员针对蜂窝夹套在加工制造和焊接过程中存在的冲压缺陷、焊接变形以及设备在使用过程可能出现的失效隐患进行分析,并提出切实可行的改进方法,取得了突破性的进展.国内应用于32年代中期,国外蜂窝夹套技术起步于12 世纪32 年代初,而且国内的蜂窝夹套主要应用于啤酒发酵和制药这两个方面.最近对于蜂窝夹套的换热性能以及强度设计方面的研究报导不是很多,同时大多研究仅限于定性,而定量研究较少.蜂窝夹套上均匀分布着大量的蜂窝,蜂窝拐角处容易形成复杂的不连续结构,应力分析很困难.现有的强度设计公式计算精度不高.国内的浙江大学等院校通过试验和有限元分析得到了有关影响蜂窝夹套结构强度的某些参数,使得蜂窝夹套结构在薄膜蒸发器中的应用更加方便和成熟.另一方面,国内大部分薄膜蒸发器生产单位缺乏系统的生产应用数据与性能研究, 缺乏计算依据, 这就需要相关软件的设计来支持,但目前国内外这类软件还很缺乏. 虽然薄膜蒸发器的研究和推广应用获得了一些进展,但是蜂窝夹套还没有很好的应用于薄膜蒸发器中,所以如何将蜂窝夹套更加成熟的应用于薄膜蒸发器,进一步提高薄膜蒸发器换热效率,提高薄膜蒸发器的强度和刚度以降低薄膜蒸发器的壁厚,降低生产成本,提高生产效益,将是很有必要的. 研究内容 及计划 1.通过查阅中外文献认识了解蜂窝夹套式薄膜蒸发器的结构特点. 2.掌握典型化工设备的设计过程以及相关标准规范,对蜂窝夹套式薄膜蒸发器进行强度和结构设计计算. 3.学习AutoCAD软件的使用,并用AutoCAD软件绘制蜂窝夹套式薄膜蒸发器的具 体设计图纸. 设计计划: 1. 查阅中外文献,完成开题报告