化工原理列管式换热器课程设计? 化工原理课程设计列管式换热器

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一、化工原理列管式换热器课程设计?

二、列管式换热器的结构及工作原理

一、化工原理列管式换热器课程设计?

转载供参考：管壳式换热器的设计与选型为他(1)管壳式换热器设计与选型需要考虑的问题冷热流体流道的选择换热器中冷热流体流道的具体选择，哪种流体流经管程，哪种流经壳程，以下几点可作为选型的一般原则：a)不洁或易冷凝时如何避免结垢。

b)腐蚀性流体应在管程，要求360问答，避免管束和壳体同时腐蚀。c)高压流体应紧密包装在客管内，以防干燥金属损伤，以免壳体受压。d)饱和蒸汽洁净，表面传热系数与流量无关，冷凝水容易排到北方测试。

e)壳程一般适用于小流量、高粘度的流体()，因为在Re100时壳程可以实现湍流。然而，这不是绝对的。在流阻损失允许的情况下，将这类流体引入管内，采用多管程结构，可以获得较高的表面传热系数。f)如果两种流体的温差较大，对于刚性结构的换热器，应将表面传热系数大的流体通过英制训练放入壳程，以降低热应力。g)一般要冷却的材料选择壳程，便于散热。

以上几点往往都不可能加速距离伤害，让药同时满足。应把握主要方面，如先考虑流体压力、防腐、清洁等要求，再从降阻或雷川村后将羊毛拉入其他重要孔洞等要求中进行校核和选择。流速的选择常用流速范围内流速的选择

颗粒稳定风可以用来计算流体在管程或壳程的流速，用于放黄河，它不仅直接影响表面传热系数，而且影响污垢热阻，从而影响传热系数的大小。特别是对于含有泥沙等易沉积颗粒的流体，流速过低甚至会导致管道堵塞，严重影响设备的使用，但流速的提高会增加流体阻力。因此，选择一个合适的流量互根，即水流速度，是非常重要的。

根据经验，表4.7.1和表4.7.2列出了一些业内常用的速度范围，以供参考。

表4.7.1列管式换热器常用的流速范围：流体类型，流速m/s，管程和壳程一般液体，适合结垢，液气0.5 ~ 0.3表4.7.2列管式换热器中液体的流速(在钢管中)，液体粘度最大流速m/s15002.4用流量方探头选择流型，选择流型。

管壳式换热器中的冷热流体除了逆流和平行流外，还可以进行多管多壳程的各种复杂流动。当流量一定时，管程或壳程越多，表面传热系数越大，越有利于传热过程。而采用多管程或多壳程，必然导致流体阻力损失，即被评价针输送流体的动力成本增加。因此，在确定换热器的程数时，需要权衡传热和流体输送的损失。

当采用多管程或多壳程时，列管式换热器内的流动形式比较复杂，需要对对数相互作用的日平均读数率的温差进行修正。具体校正方法见4.4节。换热管规格的选择和布置；换热管规格和布置的具体选择。

换热管的直径越小，换热器单位体积的传热面积越大。因此，清洁流体的直径应该更小。但对于不干净或易结垢的流体，管径要大一些，以免堵塞。考虑到制造和维修的方便，加热管的规格不宜过多。目前我国试行的系列标准规定采用和两种规格，适用于一般流体。此外，还有572.5无缝钢管和252耐酸不锈钢管。

根据选定的管径和流量确定管道数量，然后根据所需的传热面积计算管道长度。实际管长要根据出厂钢管的长度合理切割。我国生产的钢管长度多为6m、9m，所以系列标准中有6种管长：1.5、2、3、4.5、6、9m，其中3m、6m较为常见。同时，管子的长度要与管径相适应。一般管长与管径之比，即L/D，约为4 ~ 6。

管道的排列方式有两种：等边三角形和正方形(图4.7.11a和图4.7.11b)。与正方形相比，等边三角形更紧凑，管外流体湍动，表面传热系数大。方形排列虽然松散，传热效果差，但管外清洗方便，更适合易结垢的流体。如果方形管束以45斜角安装(图4.7.11c)，可以在一定程度上提高表面传热系数。图4.7.11管板上管子的排列挡板

折流板间距的具体选择折流板安装的目的是提高管外表面的传热系数。为了达到良好的效果，挡板的形状和间距必须合适。对于圆形挡板，弓形切口的大小对壳程流体流动有重要影响。从图4.7.12可以看出，如果拱间隙过大或过小，都会产生‘死区’，不利于传热，往往会增加流体阻力。a .切除太少b .切除适当c .切除太多图4.7.12挡板切除对流量的影响

挡板的间距对壳体的流动也有重要影响。距离过大，不能保证流体通过管束的垂直流动，降低了管外表面的传热系数；间距太小，不便于制造和维修，阻力损失也大。挡板间距一般为壳体内径的0.2 ~ 1.0倍。我国系列标准采用的折流板间距为：固定管板有七种：100，150，200，300，450，600，700 700mm

浮头有八种，分别是100，150，200，250，300，350，450(或480)和600mm(2)流体通过换热器时阻力的计算。

换热器管程和壳程的流阻往往控制在一定的允许范围内。如果计算结果超过允许值，应修改设计参数或重新选择其它规格的换热器。根据一般经验，液体常控制在104 ~ 105 Pa范围内，气体常控制在103 ~ 104 Pa范围内。另外，根据不同的操作压力也可以不同，参考下表。换热器运行允许压降P换热器运行压力P(Pa)允许压降P105(绝对压力)0 ~ 105(表压)105(表压)0.1P

5104 Pa管程阻力管程阻力可以根据一般的摩擦阻力计算公式得到。管侧阻力损失的具体计算公式可根据一般的摩擦阻力计算公式得出。但管程的总阻力应该是各道次直管摩擦阻力、弯曲阻力和进出口阻力之和。相比之下，往往可以忽略不计。因此，管程的总阻力损失可按下式计算：直管在各程的阻力；每趟行程的弯曲阻力；

FT——结构修正系数，无量纲，对于管道，Ft=1.4，对于管道，Ft=1.5；ns——串联的壳程数，指串联的换热器数；NP-通过次数；从该公式可以看出，管程的阻力损失(或压降)与管程数Np的三次方成正比，即

对于同一个换热器，如果单管程改为双管程，阻力损失将增加8倍，而强制对流和湍流条件下的表面传热系数仅增加1.74倍。如果单管程改为四管程，阻力损失增加到64倍，而表面传热系数只增加到3倍。因此，在选择换热器管程数时，应兼顾传热和流体压降的得失。壳侧电阻

对于壳侧阻力的计算，由于流动状态复杂，计算公式较多，计算结果差异较大。埃索法壳侧阻力损失计算公式对于壳侧阻力损失的计算，由于流动状态复杂，提出了许多计算公式，计算结果差异较大。下面是用Esso法计算壳程阻力损失的公式：其中——壳程总阻力损失，-通过管束的阻力损失；-通过挡板间隙的阻力损失；

Fs——壳程阻力结垢的修正系数，对于液体可取Fs=1.15，Fs=1.0用于气体或可冷凝蒸汽；ns——外壳通过号；还有，管束阻力损失的折流板槽口阻力损失公式中的折流板数量；-对于三角形管束，穿过管束中心的管子数量；对于方形管束，为每个壳程的管子总数；b --挡板间距，m；d——壳体侧直径，m；——按壳程环流的截面积或其截面积计算的壳程速度，m/s；

F——管排列对压降的修正系数，三角形排列F=0.5，正方形排列F=0.3，正方形斜旋转45，f=04——壳程流体的摩擦系数，根据图4.7.13(其中T为管中心之间的距离)，也可由下式求得：因为，它与成正比，从式4.7.4可以看出，管束的阻力损失基本上与成正比，即，

如果挡板间距减少一半，将增加8倍，而表面传热系数仅增加1.46倍。因此，在选择挡板间距时，还应考虑传热和流体压降的得失。同样，也应选择壳程的数量。图4.7.13壳程摩擦系数f0与Re0的关系管式换热器的设计与选择(续)(3)管式换热器设计与选择的计算步骤。

有一种热流体，流量为qm，h，需要从温度T1冷却到t2。可用的冷却介质入口温度t1和出口温度选择为T2。根据这一已知条件，可以计算出热交换器的热流Q和逆流操作的平均驱动力。根据传热率的基本方程：

当q sum已知时，由传热面积a的大小和换热器的结构决定了传热面积a必须已知。可见，在冷热流体流量和进出口温度已知的情况下，换热器的选择或设计必须通过试凑法计算，并按以下步骤进行。换热器规格尺寸初选换热器流动方式初选，保证温差修正系数大于0.8；否则，应改变流动模式并重新计算。

计算热流Q和平均传热温差tm，根据经验估算总传热系数K，初步估算传热面积A.选择合适的管程流量，估算管程数，根据A估算的值确定换热管的直径、长度和排列方式.计算管程和壳程的阻力。

在选择管程流体和壳程流体，初步确定换热器主要尺寸的基础上，可以计算管程和壳程的流速和阻力，看是否合理。或者先选择流量确定管程数NP和挡板间距B，再计算压降是否合理。此时，NP和B是可调参数。如果它们仍然不能满足要求，可以重新选择和计算壳体直径，直到它是合理的。核算总传热系数

分别计算管壳表面传热系数，确定污垢热阻，得到总传热系数K米，并与估算中使用的传热系数K估算值进行比较。如果差异较大，应该重新估算。计算传热面积，求余量。根据计算出的K值、热流Q和平均温差tm，由总传热速率方程计算出传热面积A0。一般选择或设计的实际传热面积AP应大于A020%。即保证金为20%左右，保证金的计算公式为：

强化换热器传热的途径是强化现有的传热设备，开发新型高效的传热设备，以便在较小的设备上获得更大的生产能力和效益，这已成为现代工业发展的重要课题。根据总传热率方程：强化方法：增加K和A可以强化传热。提高传热系数K，热阻主要集中在较小一侧，提高较小一侧有效。降低污垢热阻提高表面传热系数：无相传热；

1)增加流量；2)人工粗糙表面；3)剧透。相变传热：蒸汽冷凝：1)滴状冷凝，2)不凝性气体排出，3)气液流向一致，4)冷凝面的合理布置，5)液体靠表面张力(槽、丝)沸腾：1)维持核态沸腾，2)制造人工表面，增加汽化核心数量。提高传热驱动力加热蒸汽P改变传热面积a。

关于传热面积A的变化，不是通过增加换热器数量、改变换热器尺寸来增加传热面积A，而是通过改造传热面，如开槽加翅片、用不同的异形管代替光滑圆管等措施来强化传热过程。

二、列管式换热器的结构及工作原理

在供热工程设备中，列管式换热器是一种高效节能的设备。由于其结构牢固、灵活性大、适应性强，近年来在结构、工艺、材料等方面进行了大量改进，使其技术性能更加合理和先进。在供暖设施中的应用尤为关键，现在越来越广泛的应用在我们的生活中。因此，在众多种类的换热器中，列管式换热器仍然占据着重要的地位。

下面我给大家介绍以下关于管式换热器的知识。

什么是管式换热器？列管式换热器是设备中的关键设备。在日常生活中，我们更熟悉的列管式换热器是一种管壳式换热器，但它实际上是一种隔板式换热器。目前，在供热的输送过程中，列管式换热器在各种换热器中仍占主导地位。一般我们看到的列管式换热器由壳体、管束、管板和封头组成。管式热交换器类型

管式换热器有哪些类型？常见的类型是固定管板。通过焊接管壳，使管壳式换热器的固定性更加牢固，这也保证了管壳式换热器的安装过程相对简单。但是列管式换热器的壳体很难清洗，而且由于重量大，不易翻转。此外，还有一个浮头热交换器。这种列管式换热器的管箱比较大，外壳比较灵活，便于移动。它是一个可以随意移动的管状热交换器。

U形管式换热器的形状为U形，在设计上管式换热器的壳体与换热器是分开的。这种设计保证了列管式换热器可以自由伸缩，结构简单，是这种列管式换热器的代表，所以列管式换热器的清洗更加方便。而且这种列管式换热器的传热效果还是不错的，虽然不如上面两种列管式换热器。列管式换热器的结构和工作原理

列管式换热器结构是什么？列管式冷却器，由外部壳体以及内部冷却体两大部份组成.由于结构方式不同，外部连接形式分为管螺纹式和法兰式两种；从安装形式分为卧式和立式；从浮动形式分为浮动盘式和浮动头式；从冷却管结构分为螺管式和翅片管式；从折流的结构分为弓形折流板、矩形折流板、双堰形折流板和圆形折流板等多种结构形式，均按具体条件选用。

外部壳体包括：筒体、分水盖和回水盖.其上设有进、出油管和进、出水管，并附设排油、排水、排气螺塞、锌棒安装孔连温度计接口等.

冷却体由冷却管、定孔盘、动孔盘、折流板等组成.冷却管两端与定、动孔盘连接；定孔盘和外体法兰连接，动孔盘可在外体内自由伸缩，以消除温度对冷却管由于热胀冷缩而产生的影响.折流板起强化传热及支承冷却管的作用。

列管式换热器工作原理是怎样的？列管式冷却器的热介质是由筒体上的接管进口，顺序经各折流通道，曲折地流至接管出口.而冷却介质则采用双管程流动，即冷却介质由进水口经分水盖进入一半冷却管之后，再从回水盖流入另一半冷却管进入另一侧分水盖及出水管.冷介质在双管程流过程中，吸收热介质放出的余热由出水口排出，使工作介质保持额定的工作温度。

列管式换热器使用与操作

1、在冷却器设备不发生下沉的情况下，留出足够的空间以便能从壳体内抽出管束，设备就位时应按吊装规范进行，待水平找正后拧紧地脚螺丝，连接冷热介质的进出管.

2、冷却器启动前应放尽腔内的空气，以提高传热效率，其步骤：（1）、松开热、冷介质端的放气螺塞，关闭介质排出阀；（2）、缓慢打开热、冷介质的进水阀，使热、冷介质从放气孔溢出为止，然后拧紧放气螺塞，关闭进水阀.

3、当水温升高510后，打开冷却介质的进水阀（注意：切忌快速打开进水阀，因冷却水大量流过冷却器时，会使换热器表面长期形成一层导热性很差的“过冷层”），再打开热介质的出入阀，使之处于流动状态，然后注意调整冷却介质的流量，使热介质保持在最佳使用温度.

4、如果冷却水一侧发生电化腐蚀，可在指定位置安装锌棒.

5、较脏的介质通过冷却器之前，应设有过滤装置.

6、被冷却介质的压力应大于冷却介质的压力。

海豹搬家

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