臺灣博碩士論文加值系統

本論文的主要目的為運用Borland的Delphi程式語言，以及可以處理巨大資料的MS-SQL Server資料庫，撰寫出一套輔助熱交換器設計的系統。本文之系統是以分散式架構的方式建制，分別開發資料庫伺服器與應用程式伺服器以及網路伺服器，以供網際網路大量的使用者連結使用本系統。
　　在設計參數的變化影響下，參數影響大小依次為管外徑、管間距、擋板間距，其中殼側的擋板間距增加，會讓殼、管側壓力降下降；管側的管外徑增加，管間距也會依法規的限定而跟著增加，所以會使的殼、管側壓力降下降；而在固定管外徑的情況下，微調增加管間距，亦會使得殼、管側壓力降下降。
　　本文所用的方法，係將設計殼管式熱交換器所需的數據與理論及經驗公式予以程式化。為了配合結構設計與空間限制上的需求，特依HEDH及TEMA法規之規定與設計參數的變化對空間限制的影響，以建議鈕與建議視窗告知使用者，更改修正某些輸入參數以期符合法規規範值與空間限制的需求。設計者在設計時，可以快速地變換輸入參數，得到符合性能與空間限制的最小壓降之最佳化熱交換器設計。

The purpose of this study is to develop a computer aided heat exchanger design system, which provides a user friendly interface. Combined with Delphi’s interactive operation mode and MS-SQL extensive database processing capability, the software system is possible to simplify the massive tasks, such as graphic chart consultation and complex calculations encountered in the process of designing heat exchanger. The system will help the user to obtain a correct design effectively and conveniently. This system is built with several features. There are distributed framework, separate database, application and web servers. The system is then open to vast users through internet.
The order of influences of different design parameters is tube outsider diameter, inter-tube distance and inter-stopper distance. Both shell and tube pressure drops will decrease as the inter-stopper distance increases. The inter-tube distance will increase associated with the enlarged tube outside diameter. These will bring down both sell and tube pressure drops. If the major parameter, tube outside diameter, is fixed, the shell and tube pressure drops can be managed to drop slightly as long as the inter-tube distance is also enlarged slightly.
The data of media, theoretical and experiential equations needed for designing a heat exchanger is programmed. The amount of heat transfer and heat transfer coefficients, heat transfer area, shell inside diameter, tube numbers and pressure drop will be also calculated. In order to meet the requirement of structural design and space constrain, the regulations of HEDH and TEMA, and the influence of design parameters toward space constrain are recommended through the help menu and suggestion windows. The input parameters can then be changed accordingly to meet the performance requirement and space constrain. Furthermore, the needed HEX design is also optimized to have the least pressure loss.

第一章　緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
第二章　文獻回顧 3
第三章　熱交換器 6
3.1 熱交換器的種類 6
3.2 熱交換器的構造 6
第四章　基本理論與數學方程式 12
4.1 基本理論與假設 12
4.2 殼管式熱交換器之數學方程式 13
4.3 管側流動 15
4.4 殼側流動 17
4.5 所需熱傳面積與管數 25
第五章　網際網路技術整合 27
5.1 資料處理架構 27
5.2 Two-tier主從架構 28
5.3 Multi-tier分散式架構 28
5.4 系統建構 30
5.5 熱交換器程式系統簡介 32
5.6 熱交換器程式設計比對驗證 33
第六章　結果比較與討論 35
第七章　結論 46
7.1 本文結論 46
7.2 未來工作方向 47
參考文獻 83
圖目錄
圖3.1 殼管式熱交換器之分類 [17] 48
圖3.2 殼管式熱交換器的基本構造 [17] 49
圖3.3 管側回流數及溝槽，管板的隔板以及溝槽[17] 49
圖3.4 回流室的構造[17] 50
圖3.5 豎立型擋板型式[17] 50
圖4.1 平行流及逆向流[18] 51
圖4.2管側雷諾數與colburn factor關係圖[20] 52
圖4.3 Moody diagram[21] 53
圖4.4 殼側內流場示意圖 [18] 54
圖4.5殼側壓力降分區示意圖 55
圖4.6 等效熱阻圖[20] 55
圖5.1 Two-tier主從架構簡圖 57
圖5.2 Multi-tier分散式架構 57
圖5.3 熱交換器之電腦輔助設計系統架構圖 58
圖5.4 熱交換器之電腦輔助設計系統首頁 58
圖5.5 操作條件輸入 59
圖5.6 .幾何資料與管材輸入 59
圖5.7 .執行結果輸出(一) 60
圖5.8 .執行結果輸出(二) 60
圖5.9 .回存資料庫 61
圖6.1改變管長之管數變化圖 61
圖6.2改變管外徑之管數變化圖 62
圖6.3改變擋板間距之管數變化圖 62
圖6.4改變管間距之管數變化圖 63
圖6.5改變管長之殼內徑變化圖 63
圖6.6改變管外徑之殼內徑變化圖 64
圖6.7改變擋板間距之殼內徑變化圖 64
圖6.8改變管間距之殼內徑變化圖 65
圖6.9改變管長之殼壓降變化圖 65
圖6.10改變管外徑之殼壓降變化圖 66
圖6.11改變擋板間距之殼壓降變化圖 66
圖6.12改變管間距之殼壓降變化圖 67
圖6.13改變管長之管壓降變化圖 67
圖6.14改變管外徑之管壓降變化圖 68
圖6.15改變擋板間距之管壓降變化圖 68
圖6.16改變管間距之管壓降變化圖 69
圖6.17改變管外徑與管間距之殼壓降變化圖 69
圖6.18改變管外徑與管間距之管壓降變化圖 70
圖6.19改變管外徑與管間距之殼內徑變化圖 70
表目錄
表3. 1 外殼的最小厚度(㎜) [17] 71
表3. 2 標準外殼內徑(㎜)[17] 72
表3. 3 流路選擇基準例[17] 73
表3. 4 管板之最小厚度(㎜) [17] 74
表3. 5 管外徑與適用例[17] 74
表3. 6 傳熱管的最小厚度(mm) [17] 75
表3. 7 管排列與管間距(單mm)[17] 76
表4. 1 (4.38)式中係數列表 [19] 77
表4. 2 污阻係數表[20] 77
表6. 1圖6.1~6.16之殼側一回流管側二回流數據表 79
表6. 2圖6.1~6.16之殼側一回流管側四回流數據表 80
表6. 3圖6.1~6.16之殼側一回流管側六回流數據表 81
表6. 4圖6.17~6.19之數據表 82
附錄
附錄1 工作流體溫度輸入限制......................................................85
附錄2 工作流體方程式.......................................................86

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[11] 張育瑞，”殼管式熱交換器之電腦輔助設計”，成功大學機械工程研究所碩士論文，1990.
[12] 周明宏，”殼管式熱交換器設計探討”，海洋大學機械與輪機工程研究所碩士論文，1997.
[13] 王冠得，”殼管式熱交換器VB程式設計”，海洋大學機械與輪機工程研究所碩士論文，1999.
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[15] 趙逸庭，”殼管式熱交換器PHP程式設計”，大葉大學機械工程研究所碩士論文，2002.
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