换热器是用于实现冷热介质热量交换的设备,它在化工、石油化工、核电、食品等工业领域均有广泛应用。虽然换热器具有相应设计标准,但换热器类型和材料较多,选取合适的类型和材料非常重要。另外,随着向换热器大型化的发展,换热器的轻量化设计越来越受到重视。本论文就换热器类型、材料、强化传热技术、能效评定方法的合理选择以及管板减薄等方面开展研究,总结如下：(1)基于知识工程的理论基础以及采→存→管→用的开发思路,确定换热器类型和强化传热技术合理选择软件开发的技术路线。通过查阅文献、专利、文档以及询问专家等途径归纳各种形式换热器的结构特点,并对常见材料、强化传热技术和能效评定方法进行总结,定义相应参数,采用Excel建立数据库。(2)运用Visual Studio编写换热器类型、材料、强化传热技术和能效评定方法的选择程序,设计换热器类型和强化传热技术合理选择软件的界面,完成软件的开发。该软件拥有换热器类型、材料和强化传热技术的合理选择以及对所选换热器类型进行能效评定等功能,实现知识工程在换热器设计中的应用。(3)换热器是特种设备,常见的设计方法有常规设计’和分析设计。本论文对一台U形管式换热器进行常规设计和有限元分析,并对比分析两种设计方法的结果。(4)对这台U形管式换热器进行轻量化设计。应用ANSYS建立有限元模型并进行强度分析。总结该换热器各部位的应力变化规律。确定在满足强度条件下换热器管板的最小厚度,从而达到减小设备重量、降低成本的目的。(5)基于VB和ANSYS设计开发出一套针对特定结构的换热器管板的分析计算软件。该软件采用交互式界面,可在后台调用ANSYS自动生成分析模型并进行分析计算。从而缩短换热器强度计算与轻量化设计周期。