换热器设计手讲义册精品
换热器讲义
11.2.4 折流板和支持板最小厚度：根据换热器直径和换热管无支撑跨距查GB151 表34。
工程设计中应注意如下：（1）表34 值为卧式换热器折流板的最小厚度（2）立式换热器无腐蚀时，可适当减薄（3）需抽管束且重量较重时，应适当加厚（4）有振动时，应适当加厚11.3 支持板（1）当换热器不需要设置折流板，但换热管无支撑跨距大于GB151 表42 规定时，应设置支持板。
（2）浮头换热器浮头端宜设置加厚的圆环形支持板11.4 U 形换热器的尾部支持U 形换热器中，靠近弯管段起支撑作用的折流板，结构尺寸A+B+C 大于GB151 表42规定时，应在弯管部分加支撑。
11.5 折流杆：用与换热管垂直的四组圆钢所形成的“井”字将换热管固定住。
折流杆换热器使壳程流体沿着管束轴线纵向流动，从而彻底消除流体横向流动而产生的诱发振动。
并且折流杆会使流体不断地产生卡门漩涡以提高传热的效率。
同时由于没有横向流动，故壳程流体压降较底。
折流杆换热器的关键技术在于正确的传热工艺计算及制造组装技术。
折流杆的直径等于换热管的间隙；可视一组折流圈相当于一块折流板（或支板承）11.6 螺旋折流板由数块扇形板排列在有一定升角的螺旋线上，使流体在壳体内形成螺旋流，其特点为：(1)可以使流体达到近似于柱塞流的效果；(2)返混程度很低，几乎没有流动的死区；(3)传热效率提高的同时，又获得了较佳的压降；(4)传热系数与螺旋角关系密切，最佳的螺旋角为25°~40°；(5)为减少无支撑跨长避免振动可用二头或多头螺旋。
11.7 拉杆，定距管：（1）换热管外径≥19mm 时，采用拉杆定距管结构；（2）换热管外径≤14mm 时,采用拉杆与折流板点焊结构；（3）拉杆应尽量均匀布置在管束外边缘。
对于大直径的换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处应布置适当数量的拉杆，任何折流板应不少于3 个支承点。
（4）拉杆直径和数量根据GB151 表43,表4411.8 防冲与导流（1）管程设置防冲板条件：当管程采用轴向入口接管或换热管内流体流速超过3m/s 时，应设置防冲板，以减少流体的不均匀分布和对换热管端的冲蚀。
换热器原理与设计绪论精品PPT课件
二、能源分类
自然界中的能源根据它们的初始来源，当前 可概括为三大类： ➢与太阳有关的能源； ➢来自地球本身:与地球内部的热能有关的的 能源，与原子核反应有关的能源； ➢地球-月球-太阳相互联系有关的能源。
来自太阳
直接太阳辐射能 太阳辐射能转化 （煤炭、石油、天然气、生物燃料、 风能、水能、海洋能等）
到一些更符合使用要求的能量来源，如煤气、 电力、焦炭、蒸汽、沼气、氢能等。
能源是人类社会可持续发展的物质基础
➢合理利用现有能源、同时积极开发和利用新能源 是解决当前能源问题的根本途径。
本课程简要介绍能量交换和提高能源利用率 的途径和多种新能源的开发、利用技术，以 拓宽学生在能源科学方面的知识。
课堂问题讨论、回答：答不出每项扣3分，错误 每项扣2分， 30分扣完为止！
课堂笔记：漏一次扣3分， 30分扣完为止！ 书面作业：缺一次扣4分， 30分扣完为止！
②平时测试（占15%），小计15分。 考查、随堂测试、大作业。
③创造创新（占15%），小计15分。 大作业、论文。
⑵ 期末考试（占40%），合计40分。 关于换热器方面的论文。
换热器原理与设计
绪论
Ⅰ. 课程教学说明 Ⅱ. 课程简介 Ⅲ. 前言 Ⅳ. 绪论
Ⅰ. 课程教学说明
1、使用教材 2、课程内容及学时分配 3、讲课方法 4、考核标准
1、教材
《换热器原理与设计》
作者： 余建祖
出版社: 北京航空航天大学出版社
参考教材：
1. 热工与流体力学基础 ISBN：978-7-111-36441-2 作者：蒋祖星 主编 出版日期： 2012-02-28 出版社： 机械工业出版社 2. 热交换器 ISBN： 978-7-111-38246-1
化工原理课程设计换热器资料课件
加工成型
采用冲压、焊接、铸造等工 艺将材料加工成换热器的主 体结构。
表面处理
对加工成型的换热器进行清 洗、除锈、喷漆等表面处理 ，以提高其耐腐蚀性和美观 度。
组装与调试
将各部件按照设计要求进行 组装，并进行严格的调试和 检测，确保换热器的性能和 质量符合要求。
05
换热器运行维护与故障处 理
换热器的运行操作要点
03
换热器设计计算
设计计算的基本步骤
计算传热面积
选择合适的换热器类型
根据工艺要求、操作条件、经济 性和可靠性等因素，选择合适的 换热器类型。
根据传热方程和给定的工艺条件 ，计算所需的传热面积。
设计换热器结构
根据传热面积和工艺要求，设计 换热器的结构参数，如管径、管 长、管数、折流板间距等。
确定设计任务和设计条件
本次课程设计的任务是设计一个满足特定工艺要求的换热器，要求掌握换热器 的基本原理、设计方法和优化措施。
实例分析过程展示
换热器类型的选择
设计参数的确定
热力计算与校核
结构设计与优化
根据工艺条件和设计要求，选 择合适的换热器类型，如管壳 式换热器、板式换热器等。
确定换热器的设计参数，包括 流体的进出口温度、流量、压 力降等。
振动与噪音
振动和噪音可能是由于设备不平衡、紧固件松动等原因引起的，需及 时检查并调整；若问题严重，需停机检修并更换损坏部件。
06
课程设计实例分析与讨论
实例背景介绍
换热器在化工生产中的应用
换热器是化工生产中常见的设备，用于实现两种不同温度流体之间的热量交换 ，以达到加热或冷却的目的。
课程设计任务与要求
换热器设计的优化与创新
总结本次课程设计的经验教训，探讨换热器设计的优化与 创新方向，如提高传热效率、降低压力降、实现紧凑化设 计等。
管壳式换热器 GB151讲义
管壳式换热器 GB151-1999一.适用范围1.型式固定——P t 、P S 大，△t 小 浮头、U 形——P t 大，△t 大一般不用于MPa P D 5.2>，易燃爆，有毒，易挥发和贵重介质。
结构型式：外填料函式、滑动管板填料函、双填料函式（径向双道）2.参数41075.1,35,2600X PN DN MPa P mm D N N ≤⨯≤≤。
参数超出时参照执行。
D N :板卷按内径，管制按外径。
3.管束精度等级——仅对CS ，LAS 冷拔换热管Ⅰ级——采用较高级，高级精度（通常用于无相变和易产生振动的场合）Ⅱ级——采用普通级精度 （通常用于再沸，冷凝和无振动场合）不同精度等级管束在换热器设计中涉及管板管孔，折流板管孔的加工公差。
GB13296不锈钢换热管，一种精度，相当Ⅰ级；有色金属按相应标准。
4.不适用范围受直接火焰加热、受核辐射、要求疲劳分析、已有其它行业标准（制冷、造纸等）P D＜0.1MPa或真空度＜0.02MPa+二．引用标准1.压力容器安全技术监察规程——监察范围，类别划分*等按管、壳程的各自条件划类，以其中类别高的为准，制造技术可分别要求。
壳程容积不扣除换热管占据容积计，管程容积=管箱容积+换热管内部容积。
壳程容积=内径截面积X管板内侧间长度。
2. GB150-1998《钢制压力容器》——设计界限、载荷、材料及许用应力、各受压元件的结构和强度计算。
3.有关材料标准。
管材、板材、锻件等4.有关零部件标准。
封头、法兰（容器法兰、管法兰）紧固件、垫片、膨胀节、支座等三．设计参数1.有关定义同GB1502.设计压力Mpa分别按管、壳程设计压力，并取最苛刻的压力组合（一侧为零或真空）。
管板压差设计仅适用确能保证管、壳程同时升降压，如1）自换热 2）Pt P s均较高，操作又能绝对保证同时升降压。
3．设计温度℃0℃以上，设计温度≥最高金属温度。
0℃以下，设计温度≤最低金属温度。
换热器的设计(共8张PPT)
为求得传热系数K，须计算两侧的给热系数α，故设计者必需决议：
①冷、热流体各走管内还是管外；
②选择适当的流速。
流速的选择一方面涉及传热系数K即所需传热面的大小，另一方面又与流体经过换热 面的阻力损失有关。
因此，流速选择也是经济上权衡得失的问题。
但管内、外都尽量防止层流形状。
同时，还必需选定适当的污垢热阻。
设计型计算中参数的选择
由传热根本方程式可知，为确定所需的传热面积，必需知道平均推进力△tm和传热系数K。
为计算对数平均温差△tm，设计者首先必需：
①选择流体的流向，即决议采用逆流、并流还是其他复杂流动方式；
〔1〕、在A一样的条件下，逆流操作时，加热剂〔冷却剂〕用量较并流少。 〔2〕、在加热剂〔冷却剂〕用量一样条件下，逆流操作的换热器传热面积较并流的少。 另外，逆流操作还有冷、热流体间的温度差较均匀的优点。
设此计时型 ，计传算热中根参本数方的程选式择成为线性，无论何种类型的操作型问题皆可采用消元法求解，无需试差或迭代。
因传 传冷此热热却假， 速过 介设流率 程质速的 的出换选改 调口择动 理温热也， 问度器是能 题t2越经够 本在高济来质，原上自其权△ 也工用衡是tm量得操况的越失作变下少的型化，问，冷回题也却收。的能的求够介能解来量质过自的程K的的价，变值下温化也面升，越仍而高以曾多，热数同经流是时体很由，的两保冷小者送却，共流为同体例即引的加出起动以的力阐口。耗明费温。即度操作t费2很用也低减小，。增 冷判却别大介 一冷质个出现却口有温换水度热流器t2越对量高指，不定其的会用消量费使越义△少务，能t回m否有收适的用较能，量大或的者的价预值测添也某加越些高参。，数同的时变，化保对送换流热体器的传动热力才耗干费的即影操响作等费都用属也于减操小作。型问题。
换热器培训课件(PPT5)
数据采集
收集换热器的运行数据，包括进出口温度、压力、流量等。
数据处理
对采集的数据进行清洗、整理和分析，提取有用信息。
性能评估
基于处理后的数据，计算换热器的性能指标，如换热效率、压力损失等。
结果展示
将性能评估结果以图表等形式展示，便于理解和分析。
改进方向探讨
优化设计 通过改进换热器结构、选用高性能材料
换热效率下降
可能由于结垢、堵塞或泄漏导致，影响换热 效果。
温度异常
可能由于热源不足、冷却水流量不足或温度 传感器故障等原因造成。
压力异常
可能由于管道堵塞、阀门故障或压力表失灵 等原因引起。
泄漏现象
可能由于密封件老化、紧固螺栓松动或换热 器本身缺陷导致。
诊断方法和步骤指导
观察法
听诊法
通过目视检查换热器外观、颜色、液位等变 化，判断是否存在故障。
热处理
严格控制热处理温度和时间，确 保消除焊接应力和改善材料性能
的效果。
成品检验标准和验收规范
外观检查
换热器表面应平整、无裂纹、无气泡、 无夹杂物等缺陷。
尺寸检查
换热器的尺寸应符合设计要求，包括 长度、宽度、高度、管径等。
压力测试
对换热器进行压力测试，确保其在设 计压力下无泄漏、无变形等问题。
验收规范
障或隐患
01
根据实际运行状况，调 整换热器运行参数，如 流量、温度等，以达到
最佳运行效果
03
加强人员培训，提高操 作人员的专业技能水平
和安全意识
05
定期清洗换热器，保持 其良好的传热效率
02
建立完善的运行管理制 度和操作规程，确保换 热器的安全、稳定运行
2024版换热器知识培训PPT教案
contents •换热器基本概念与原理•换热器结构与组成部件•换热器性能评价与选型依据•换热器安装、调试及运行维护管理•故障诊断与排除技巧•节能技术在换热器应用中的探讨目录01换热器基本概念与原理换热器定义及作用换热器的定义换热器的作用工作原理与分类工作原理分类常见类型及其特点管壳式换热器板式换热器喷淋式换热器混合式换热器02换热器结构与组成部件壳体形式壳体材料结构设计030201壳体结构与设计管束排列与支撑方式管束排列支撑方式管束与壳体的连接密封装置及泄漏预防措施密封装置根据换热器工作条件和密封要求，选用合适的密封装置，如机械密封、填料密封等。
泄漏预防措施采用高质量的密封材料和先进的加工工艺，确保密封装置的可靠性和耐久性；同时，定期进行维护和检查，及时发现并处理泄漏问题。
泄漏监测与报警安装泄漏监测装置和报警系统，实时监测换热器的泄漏情况，确保设备安全运行。
03换热器性能评价与选型依据性能参数及评价指标01020304换热效率压力损失结构紧凑性可靠性选型原则和方法根据生产工艺流程和介质特性，确定换热器的类型、材质和结构。
根据传热方程式，计算换热面积、流速和压降等关键参数。
综合考虑设备投资、运行成本和维护费用，选择性价比最高的方案。
对换热器的耐高温、耐压和耐腐蚀等性能进行评估，确保安全可靠。
明确工艺要求热力计算经济性分析安全性评估案例一案例二案例三案例四案例分析：成功选型经验分享04换热器安装、调试及运行维护管理安装前准备工作和注意事项准备工作确认设备型号、规格及性能参数；检查设备完好性，如有损坏应及时通知供应商；准备安装工具和材料。
注意事项安装前应仔细阅读产品说明书，了解设备结构、性能及安装要求；确保安装场地平整、无障碍物，满足设备安装要求；注意设备吊装过程中的安全，避免设备损坏或人员伤亡。
调试过程检查项目清单设备外观检查电气系统检查水压试验调试运行定期对设备进行全面检查，包括外观、接口、法兰、电气系统等部位，确保设备处于良好状态。
换热器培训课件
换热器的选型步骤
确定工艺需求
明确实际工艺流程及参 数、操作条件和工艺需 求。
选择合适的换 热器类型
根据工艺需求和条件， 选择合适的换热器类型 及结构形式。
确定材料及尺 寸
根据实际需求和材料特 性，确定换热器的材料 、壁厚、管径等尺寸。
热对流原理
热对流是指由于流体的宏观运动而引起的热量传递过程， 是流体之间进行传热的主要方式。
在换热器中，高温流体和低温流体由于密度差而产生相对 运动，热量从高温流体传递到低温流体，这种传热方式就 称为热对流。
热辐射原理
热辐射是指物体由于具有温度而辐射电磁波的现象，是热量 传递的另一种方式。
在换热器中，高温表面将热量以电磁波的形式辐射到周围空 间，再被低温表面吸收，这种传热方式就称为热辐射。
环保化
采用环保材料和工艺，降低设备对 环境的影响。
06
案例分析
某化工厂换热器优化改造案例
改造背景
针对某化工厂现有换热器 效率低下、能耗高的问题 ，进行优化改造。
改造内容
采用新型高效换热器，优 化换热器布局和操作参数 ，更换部分设备。
改造效果
提高换热器效率15%，降 低能耗10%，取得明显的 经济效益和环保效益。
常用换热器的结构及工作原理
常用的换热器包括管式换热器、板式换热器、套 管式换热器等。
板式换热器由一组平板和密封垫片组成，两种不 同温度的流体分别在平板的两侧流动，通过板片 之间的传热面进行热交换。
管式换热器由一组平行排列的钢管组成，两种不 同温度的流体分别在钢管的两端流动，通过管壁 进行热交换。
套管式换热器由内管和外管组成，两种不同温度 的流体分别在内管和外管中流动，通过内管和外 管的传热面进行热交换。
《换热器设计》-教材
《换热器设计》课程设计教材同济大学制冷与低温工程研究所第一节壳管式冷凝器换热器是制冷装置中的重要设备，制冷系统就是通过换热器来实现放出冷量和热量的过程。
冷凝器则是主要热交换设备之一，它是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽中的热量传给水或空气等冷却介质，将制冷剂冷凝成高压的饱和液体或过冷液体。
根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为三类（1）水冷式冷凝器，（2）空冷式冷凝器，（3）蒸发式冷凝器。
壳管式冷凝器属于水冷式冷凝器，如图1-1所示：制造方便，制冷剂蒸汽从顶部进气，过热蒸汽进入壳体后在传热管外凝结，凝结液从筒体底部流出，冷却水在管内多次往返流动，在正常情况下，筒体下部只有少量液体，但也有一些小型冷凝器的筒体下部不装管束，筒体底部直接用于贮存所凝结的液体，使设备简化。
有时筒下部没有集传热管。
水流速度约为1~2m/s。
卧式氟利昂冷凝器的传热管用铜管制造，称作低螺纹管，以提高制冷剂侧的传热效果。
壳管式冷凝器（包括其它制冷换热器）基本上都是采用镀金焊接结构的，所以，使用的材料主要是板材和管材，以及少量型钢。
此外，也有个别零部件（如某些壳管式换热器的端盖、某些法兰等）是用铸铁铸成的。
制造换热器所用材料质量应符合国标、部标及相应的技术文件，所进厂的材料须有钢厂、钢材厂的质量保证书。
尽管制冷换热器所承受压力均不太高，但按国家劳动人事部的规定，按容器的工作压力、所存介质的性质、容器的容积等因素划分，它们大多数属于II 或I类容器，唯有容积在2.5m2以上的高压氨贮液器划分为III类容器，它的制造要求最高。
制造厂必须持有国家劳动人事部的制造许可证才能生产III类容器，持有省市劳动人事部门的制造许可证才能生产I或II类容器。
壳管式冷凝器（包括制冷换热器或设备）通常使用碳素钢或普通低合金钢即可满足强度方面的要求，在一般温度下工作的热交换器，采用A3F、A3、A3R及20g等碳素钢即可。
热交换器的传热管通常使用的有无缝钢管、紫铜管、黄铜管。
换热器设计说明书讲解
化学与材料工程学院学院应用化学专业换热器设计课程设计题目用于煤油换热的列管式换热器的设计说明书 1图纸 2指导教师熊静学生姓名段志鹏2014年 4 月列管式换热器设计任务书专业：应用化学班级： 11应化姓名：段志鹏学号： 11111103161 指导教师：熊静设计日期： 2014/4一、设计题目：煤油换热器设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理能力： 10万吨/年煤油设备型式：列管式换热器2、操作条件（1）煤油：入口温度 100 ℃出口温度 60℃（2）冷却介质：循环水入口温度 20 ℃出口温度50 ℃（3）允许压降：不大于0.1MPa（4）每年按300天计算，每天24小时连续运行。
3、设备型式固定板式换热器4、厂址温州瓯海三、设计内容1、概述2、设计方案的选择3、确定物理性质数据4、设计计算5、主要设备工艺尺寸设计6、设计结果汇总7、工艺流程图及换热器工艺条件图8、设计评述目录1、概述 (1)2、设计方案的选择 (3)2.1 选择换热器的类型 (3)2.2 流动空间及流速的确定 (4)3、确定物理性质数据 (5)4、设计计算 (5)4.1 计算总传热系数 (5)4.2 计算传热面积 (8)5、主要设备工艺尺寸设计 (8)5.1 管径尺寸和管内流速的确定 (8)5.2 管程数和传热管数 (8)5.3 传热面积、管程数、管数和壳程数的确定 (9)5.4 传热管排列和分程方法 (9)5.5 壳体内径 (10)5.6 折流板 (10)5.7 接管尺寸的确定 (12)6、换热器的核算 (12)6.1 热量核算 (12)6.2 换热器内流体的流动阻力 (14)7、设计结果汇总 (16)8、工艺流程图及换热器装配图 (16)8.1 工艺流程图（含CAD图）： (16)8.2 换热器装配图 (17)9、设计评述 (17)参考资料 (18)附录 (18)列管换热器设计说明书1、概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换，简称换热器。