固定管板式换热器计算解析
换热器设计固定管板式
换热器设计固定管板式换热器是用于传递热量的设备，广泛应用于化工、石油、电力等行业。
固定管板式换热器是其中一种常见的换热器类型，它具有结构简单、操作方便、热效率高等特点。
固定管板式换热器主要由固定在换热器筒体内的管板和管束组成。
管板上开有进、出口管道，管束则通过管板与管道相连接。
管束分为两侧，其中一个侧通流的是工作介质A（通常为热介质），另一个侧通流的是工作介质B（通常为冷介质）。
通过A介质和B介质之间的传热，实现热量的交换。
在固定管板式换热器的设计中，最重要的是选择合适的材料。
管束以及管板素材应采用耐腐蚀、耐高温的材料，如不锈钢、钛合金等。
同时，根据介质的特性，选择合适的导热材料，以提高换热效率。
通过合理设计管板间距，可以保证管束的均匀分布，避免热量局部集中，从而提高传热效果。
固定管板式换热器的换热工艺需要综合多个因素进行设计。
首先，根据工作介质的流量和温度差确定换热面积，确保满足换热需求。
其次，根据工作介质的物性参数，计算出传热系数，从而确定合适的传热面积。
同时，还应确定流体的速度、管板的间距、管束的密度等参数，以满足液体的传热要求。
固定管板式换热器的操作过程可以简化为以下几个步骤：首先，将工作介质A和工作介质B分别引入管道系统。
然后，根据流量和温度差，逐渐增大流体A和B的流量，进而增大系统的温升。
在操作过程中，需要根据工作介质的特性，保持管板间距的稳定性，以确保整个系统的正常运行。
与其他类型的换热器相比，固定管板式换热器具有以下特点：首先，结构简单，易于安装和维护。
其次，传热效率高，能够满足大部分工况要求。
再次，换热面积大，可以适应高流量和高温差的工况。
由于固定管板式换热器的种类繁多，设计也需要根据具体工艺要求进行人性化的设计，以确保设备的运行安全可靠。
总结来说，固定管板式换热器是一种广泛应用于化工、石油、电力等行业的热交换设备。
通过合理的材料选择和设计参数的确定，可以实现高效的换热过程。
固定管板式换热器具有结构简单、操作方便、热效率高等特点，是一种常见的换热器类型。
课程设计-固定管板式换热器
课程设计-固定管板式换热器固定管板式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、食品、制药等行业中。
它通过固定在换热器中的管板，将两种介质进行热交换，实现能量的传递。
固定管板式换热器的结构简单明了，由固定板、活动板、管束等组成。
其中，固定板上固定有许多管束，而活动板上则有相应数量的管孔。
两个板通过一些连接部件相互连接，形成一个完整的换热器。
固定管板式换热器的工作原理是基于换热原理的基础上，利用介质之间的温差和流体之间的流动导致的传热和传质。
当介质1进入管束，通过管子的内壁与介质2进行换热，然后再从管束的另一端流出。
在这个过程中，热量从介质1传递到介质2，实现热交换。
固定管板式换热器有许多优点。
首先，它可以承受较高的压力和温度，适用于工作环境较恶劣的情况。
其次，由于管子和板的结构相对简单，清洗和维护比较方便。
此外，固定管板式换热器的热效率较高，可以实现较大的传热面积。
在使用固定管板式换热器时，需要注意以下几点。
首先，要根据工艺要求选择合适的材料。
对于较高的腐蚀性介质，可以选择耐腐蚀性能较好的材料，如不锈钢。
其次，按照设计要求进行换热器的放置，以确保介质之间的良好接触。
此外，还应定期检查换热器的工作状态，及时清洗和维护，以保证其正常运行。
固定管板式换热器作为一种常见的热交换设备，在化工、食品、制药等行业中有着广泛的应用。
通过合理的设计和使用，它可以提高工艺流程的效率，降低能源消耗，为产业发展做出贡献。
在进行固定管板式换热器的课程设计时，可以选取一个实际的工业案例进行研究。
首先，需要对工艺要求进行了解，并确定换热器的工作参数，如温度、流量等。
然后，进行换热器的设计，包括选择合适的材料、计算传热面积等。
最后，可以进行实验验证，验证设计的合理性和性能。
固定管板式换热器的课程设计不仅可以加深对热交换原理和设备的理解，还能培养学生的实际操作和问题解决能力。
通过设计和实验过程，学生可以了解到换热器的实际应用和工程实践中的挑战，为将来的工作做好准备。
列管换热器的换热面积是如何计算的呢？
列管换热器的换热面积是如何计算的呢？是以内径还是外径为计算基准呢？如25*3的管长度2m 数量300理论计算的换热面积该是多少呢?1. 一般是按外径来计算，不过也有按中径计算的，但没听说过按内径的。
2. 换热器如果是固定管板式换热器，按外径计算的话：换热面积=3.1415926xD（外径）x L(长度)xn(数量)=3.1415926 x0.025x2x300=47.12平方米3. 提醒一点：L长度应该为有效长度，即为两管板间的距离，等于换热管长度减去两端伸出管板高度，再减去两倍管板厚度的长度。
版主说的对，但结论47.12有误。
换热面积=3.1415926xD（外径）x L(长度)x n(数量)=3.1415926x0.025xLx300=23.5 619xL平方米外径单位：m ；长度单位：m------------------------------换热器设计手册P19这个我们通常按外径计算，但是我要提醒楼主的是计算换热面积和传热系数是对应. 我们制作换热器是都是按照外径计算的，还要减去管板与折流板的面化工原理列管换热器设计！求指导多谢2013-01-03 15:08黄141|分类：工程技术科学|浏览101次设计题目：列管式换热器设计二、操作条件及设计任务1、操作条件柴油处理能力：学号1-18号（进料量）10000吨+学号*1000吨／年学号19-37号（进料量）10000吨+学号*500吨／年(注：本处学号为两位数字的序号)操作时间：8000小时／年进出口温度：学号1-18号：原油；入口温度70℃，出口温度110℃；柴油：入口温度175℃，出口温度130℃学号19-37号：原油；入口温度65℃，出口温度100℃；柴油：入口温度170℃，出口温度130两侧压力降都不应超过0.3at厂址：宁波地区。
2、设计任务：（1）选择适宜的列管式换热器：流程的选择、流速的选择、流体阻力的计算。
（2）工艺计算：有效平均温度差、传热系数K、传热面积A。
固定管板换热器设计
固定管板换热器设计固定管板换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、化肥、电力、食品等行业中的热交换过程。
它通过管板将热交换管束固定在一个壳体内，流体在管束内外交换热量。
本文将对固定管板换热器的设计原理、结构组成、换热计算及局限性进行详细阐述。
固定管板换热器的设计原理是根据热传导原理，通过壳体和管束之间的热传导来实现热量的传递。
在换热过程中，冷热流体通过壳体中的进出口进入管束中进行换热。
管束由多个平行排列的换热管组成，通过固定管板将其固定在壳体内。
冷流体在进入管束的同时，与热流体发生换热，通过管壁将热量传递给冷流体，从而实现冷却或加热的目的。
固定管板换热器的结构组成主要包括壳体、管束、管板、支撑件和密封件等部分。
壳体是固定管板换热器的外部壳体，起到支撑和保护管束的作用。
管束由换热管组成，是热量传递的关键部分。
管板则起到将管束固定在壳体内部的作用，通过与壳体的密封配合，使热量只能通过管壁传递，保证换热效率。
支撑件用于支撑管束和固定管板的位置，确保换热器的结构稳定。
密封件则用于保证换热器的密封性，防止流体泄漏。
在固定管板换热器的设计中，换热计算是一个重要的环节。
换热器的换热面积、传热系数和温度差是换热计算的关键参数。
通过计算热负荷、流体的温度和流量等参数，可以确定换热器的换热面积和传热系数。
换热面积的大小决定了换热效率的高低，传热系数则与流体的流动性质、流速以及管束的结构有关。
在换热计算中还要考虑流体的压降和流速的限制，以确保换热器的正常运行。
固定管板换热器虽然具有许多优点，如结构简单、操作方便、容易清洗等，但它也存在一些局限性。
首先，固定管板换热器的传热系数相对较低，性能不如其他类型的换热器，如壳管式换热器。
其次，管束在壳体内无法进行维护和更换，一旦出现故障需要更换管束时，将需要拆卸整个换热器，造成一定的维护困难。
总之，固定管板换热器是一种常见的换热设备，在工业生产中有着广泛的应用。
它通过壳体和管束之间的热传导，实现热量的传递，达到冷却或加热的效果。
四管程固定管板式换热器设计
四管程固定管板式换热器设计一、引言固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、冶金等工业领域。
它由固定管板和流板组成，通过管壳两端的进出口与流体进行热交换。
本文将设计一个四管程固定管板式换热器，并详细介绍其设计过程。
二、设计要求1.换热介质：水2.进口温度：70°C3.出口温度：40°C4.换热面积：根据流量计算得出5.板式换热器型号：根据换热面积选取三、设计过程1.换热面积的计算换热面积的计算公式为：A = Q / (U × ΔTlm)其中，A为换热面积，Q为换热量，U为传热系数，ΔTlm为对数平均温差。
根据水流量和温差计算得到的换热量，再结合所选型号的板式换热器的传热系数，可以计算出换热面积。
2.板式换热器的选取根据计算得到的换热面积，选择合适的型号的板式换热器。
在选型时，要考虑换热器的材质、耐压性能、传热系数等因素。
3.管程的设计四、设计结果根据设计要求和计算过程，可以得出四管程固定管板式换热器的设计结果。
1.换热面积：根据计算结果得出换热面积为X平方米。
2.板式换热器型号：根据换热面积和选取条件，最终确定使用XX型号的板式换热器。
3.管程设计：根据流体的温度差和流速等因素，按照长度逐渐增加的方式，确定四个管程的设计。
五、结论本文根据给定的设计要求，设计了一个四管程固定管板式换热器，并详细介绍了设计过程。
设计结果包括换热面积、板式换热器型号和管程设计。
通过本文的设计，可以满足给定的换热要求，并提供一个可行的四管程固定管板式换热器设计方案。
[理学]固定管板式列管换热器的设计
![[理学]固定管板式列管换热器的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/42b771b2c5da50e2534d7f88.png)
选择换热管为正三角排列，排列管 的中心距为t=25mm。横过管束中心线的
管数n ＝c 1 .1 * n
由n=88解得 n
＝10.3≈11
c
最外层换热管中心线距壳体内
壁距离：b ' ＝（1～1.5）d。，此处
b ' 取一倍d。，即b '＝0.019m
壳体内径：Ds=（n
-1）*t+2*
c
b
'
解得Ds=0.288m
1、确定设计方案
（1）已知设计条件
①生产负荷（按每年7200小时计算）：11.6万吨纯苯/年 ②苯进料状况：80℃的液体 ③苯出口状况：55℃的液体 ④冷却介质：循环水（15~35℃） ⑤管程和壳程压降：不大于10kpa
（2）设计的前期处理
①壳程和管程所走流体的选择
选择依据：1）有毒的流体走管程，减少泄漏的机会，而苯是一种可至白血病 有毒液体；2）粘性大的或流量小的液体宜走壳程，因流体在有折流板的壳程 流动时，在较小的雷诺数（Re<100）下，即可达到湍流，有利于提高传热系 数，而一般正常温度下，苯的粘性小，水的粘性大；3）苯是高温液体，在管 内热膨胀，水是低温流体，在壳内冷缩，从而使管子不会从管板上脱落。
固定管板式列管换热器
8
⑤输送苯对应泵的选择
由苯的年产量可知其质量流量，再由苯的进口温度查得其对应密度，结 合质量流量和入口密度即可求得苯入口的体积流量（为20.23m^3/h）。选用 ZA 型卧式离心泵，型号ZA40-200 对应C型叶轮 ，额定流量Q=22m^3/h（摘 自《化工设备设计手册》下卷P1512）
固定管板式列管换热器
21
水的流量：qm2=Q/Cp2*(t2t1)=2.496kg/s
固定管板式换热器型式与基本参数
固定管板式换热器型式与基本参数【文章标题】固定管板式换热器型式与基本参数：深入探讨热传递效率提升的关键【引言】固定管板式换热器作为一种常见的热交换设备，被广泛应用于各个行业中。
它以其高效的热传递性能和广泛的适应性受到了深度关注。
本文将对固定管板式换热器的不同型式和基本参数进行全面评估，并探讨如何提高热传递效率和优化换热器设计。
【正文】一、固定管板式换热器的基本原理固定管板式换热器是一种热流体之间进行热负荷传递的设备，其基本原理是通过管束和板束之间的接触面积来实现热量的传递。
其主要由管板、固定板和密封垫片构成。
不同的固定管板式换热器型式在结构和工作原理上存在一定的差异，但都遵循热量传递的基本规律。
二、固定管板式换热器的不同型式1. 平行流型平行流型固定管板式换热器是一种常见的型式。
其主要特点是冷热流体在管束和板束之间进行平行流动，热量沿着流体流动方向逐渐传递。
这种型式具有较高的对流换热系数和较小的传热温差。
由于冷热流体的温度差不大，适用于传递温度差较小的热负荷。
2. 逆流型逆流型固定管板式换热器在结构上与平行流型有所不同。
冷热流体在管束和板束之间呈相反的流动方向，从而使热量传递更为均匀。
这种型式适用于传递温度差较大的热负荷，但对流换热系数较平行流型略低。
3. 混流型混流型固定管板式换热器是上述两种型式的结合，冷热流体在不同部分呈不同的流动方向，从而提高了热量传递效率。
这种型式适用于传递温度差较小且对换热器体积有限的情况。
三、固定管板式换热器的基本参数与热传递效果1. 管与板之间的间隙管与板之间的间隙大小直接影响着热传递效果。
间隙太小会导致流体堵塞，影响换热器的正常运行；间隙太大则会减弱热传递效果。
在换热器设计中需要合理确定间隙大小，以确保热传递效率的最大化。
2. 管束和板束的布置方式管束和板束的布置方式对热传递效果有重要影响。
不同的布置方式会导致管束流体的流动模式、传热特性和压力损失不同。
常见的管束和板束布置方式有对称布置、交叉布置和平行布置等。
固定管板式换热器工艺计算 说明书
摘要换热器是进行热交换操作的工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油的炼制和化学加工装置中，占有非常重要的地位。
固定管板式换热器的管束连接在管板上，管板与换热器壳体焊接。
其结构设计简单、制造方便、能承受较高压力、造价低；但材料的利用率不高；本设计严格按照要求，主要对固定管板式换热器进行工艺计算，结构设计和强度计算，采用的方法分别为：根据两流体的温度变化情况和物料性质，选择换热器类型；再根据物料操作条件，估算换热器的传热面积，然后求出总传热系数K，核算传热面积；按照GB150-1998，分别对换热器的各个部分结构进行选择、设计；严格按照GB151-1999，分别对封头、筒体、管板法兰进行强度计算和校核。
然后再结合石油、化工、制药、食品等行业实际而进行优化设计，解决了换热器设计中多目标之间相互矛盾的问题，以及提高材料的利用率，增强换热效果，节省了材料。
本换热器适用性强，用途广泛，具有非常广阔的发展前景。
关键词：换热器；管板；筒体；折流板；工艺计算；结构设计；强度计算AbstractHeat exchanger for heat exchange operation is a common process equipment. Widely used in chemical, petroleum, petrochemical, power, light industry, metallurgy, nuclear, shipbuilding, aviation, heating and other industrial sectors. Particularly in the oil refining and chemical processing unit, occupies an extremely important position. Fixed tube plate heat exchanger tubes connected to the tube sheet, tube sheet and shell welding. Its simple structure, convenience, able to withstand high pressure, low cost; but the material utilization is not high; designed in strict accordance with the requirements of the standard GB151-1999, mainly on the fixed tube heat exchanger for process calculation, structural design and strength calculations, the methods used were: two-fluid temperature changes according to circumstances and nature of the materials, select the type of heat exchanger; according to the operating conditions of the material, estimate the heat transfer area, and then find the overall heat transfer coefficient K, accounting for heat transfer area; according to GB150-1998, were all part of the structure of the heat exchanger selection and design; in strict accordance with GB151-1999, respectively, on the head, cylinder, pipe flange for strength calculation and checking. Then combine the oil, chemical, pharmaceutical, food and other industries to optimize the design of practical and solve multi-objective design of heat exchanger between the conflicting issues, and improve material utilization, enhanced heat transfer effect, savings in materials. The heat exchanger applicability, versatility, and has broad prospects for development.Keywords: heat exchanger; bundle; tube plate; head; cylinder; flange; process calculation; structural design; strength calculation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 选题背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)第2章设计方案 (3)2.1 选择换热器的类型 (3)2.2 物料流程安排 (3)第3章工艺计算 (4)3.1 确定物性参数 (4)3.2 估算传热面积 (4)3.3.1 热流量 (4)3.3.2 平均传热温差 (4)3.3.3 传热面积 (5)3.3.4 冷却水用量 (5)3.4 工艺结构尺寸 (5)3.4.1 管径和管内流速 (5)3.4.2 管程数和传热管数 (5)3.4.3 平均传热温差校正及壳程数 (6)3.4.4 传热管排列和分程方法 (6)3.4.5 壳体内径 (7)3.4.6 折流板 (7)3.4.7 接管 (7)3.5 换热器核算 (7)3.5.1 热流量核算 (7)3.5.1.1 壳程表面传热系数 (7)3.5.1.2 管内表面传热系数 (8)3.5.1.3 污垢热阻和管壁热阻 (9)3.5.1.4 计算传热系数 (9)3.5.1.5 换热器的面积裕度 (9)3.5.2 换热器内流体的流动阻力 (10)3.5.2.1 管程流体阻力 (10)3.5.2.2 壳程流体阻力 (10)3.5.3壁温核算 (11)3.6 换热器主要结构尺寸和计算结果表 (11)第4章强度计算 (13)4.1 壳体、管箱壳体和封头的设计 (13)4.1.1 壁厚的确定 (13)4.1.2 封头的设计 (14)4.1.3 进出口的设计 (14)4.1.3.1 接管外伸长度 (14)4.1.3.2 接管与筒体、管箱壳体的链接 (14)4.1.3.3 接管位置 (14)4.2 管板与换热管 (15)4.2.1 管板 (15)4.2.1.1 管板结构 (15)4.2.1.2 管板最小厚度 (16)4.2.1.3 管板尺寸 (16)4.3 壳体与管板、管板与法兰及换热管的连接 (16)4.3.1 壳体与管板的连接结构 (16)4.3.2 管板与法兰的连接 (16)4.3.3 管子与管板 (16)4.4 螺栓法兰连接设计 (17)4.4.1 垫片选择 (17)4.4.2 螺栓设计 (17)4.5 管板设计 (18)第5章其他各部件结构 (20)5.1 折流板 (20)5.1.1 折流板管孔 (20)5.1.2 折流板的布置 (20)5.2 拉杆 (20)5.3 防冲板 (21)5.4 支座 (21)5.5 膨胀节 (21)5.6 鞍座的选择 (23)5.7 各种可能情况下的应力校核 (26)5.7.1 只有壳程设计压力而管程设计压力 (26)5.7.2 只有管程设计压力而壳程设计压力 (33)结论 (40)参考文献 (41)致谢 (42)第一章绪论1.1 选题背景和意义换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
固定管板式换热器壳程体积计算
固定管板式换热器壳程体积计算
固定管板式换热器是一种常见的换热设备，用于传递热量或冷却液体。
壳程体积是指换热器的壳体内单位长度的总体积，通常用来评估换热器的性能和设计。
计算固定管板式换热器壳程体积需要以下几个关键参数：
1.壳体内直径（D）：换热器壳体内圆管的外径。
2.内外壳程间距（B）：壳程内部圆管的内径与壳体内径之间
的间隙。
3.换热管的数量（N）：壳程内圆管的数量。
4.换热管的长度（L）：壳程内圆管的长度。
换热器壳程体积的计算公式为：
壳程体积= π * ((D/2)^2 - (D/2 - B)^2) * N * L
其中，π是圆周率，((D/2)^2 - (D/2 - B)^2)代表壳体内圆环的截面面积，N为换热管的数量，L为换热管的长度。
需要注意的是，壳程体积计算是一个近似值，因为它假设壳程内的管束是理想的圆环结构。
固定管板式换热器型式与基本参数
【固定管板式换热器型式与基本参数】【导读】换热器作为石油、化工、电力等工业生产中常用的热交换设备，承担着热能的传递和交换任务。
在众多换热器型式中，固定管板式换热器因其结构简单、制造安装方便、适用范围广泛等特点而备受关注。
本文将对固定管板式换热器的型式与基本参数进行深入探讨，以帮助读者全面理解和掌握这一重要的工业设备。
【1】描述固定管板式换热器的结构固定管板式换热器，是指换热管束和管板为一个整体且不可拆卸，且支撑件与壳体之间是固定的结构。
其主要结构包括壳体、管板、管束、管束固定件等部件。
管束通过管板固定在换热器的两端，实现热媒的交换。
【2】分析固定管板式换热器的型式固定管板式换热器通常分为单级和多级两种型式。
单级换热器适用于对热媒温差要求不高的场合，而多级换热器则适用于热媒温差较大的场合，其优势在于能够有效利用热能。
【3】展示固定管板式换热器的基本参数固定管板式换热器的基本参数包括换热面积、设计压力、设计温度等。
其中，换热面积是衡量换热器换热性能的重要指标，设计压力和设计温度则直接关系到设备的安全运行。
【4】总结与回顾通过本文的介绍，读者了解了固定管板式换热器的结构、型式和基本参数。
在实际工程应用中，根据不同的工艺条件和要求，选择合适的固定管板式换热器至关重要。
为了确保换热器的安全稳定运行，我们还需要仔细考虑和掌握其设计参数，从而实现高效的热能传递和利用。
【5】个人观点和理解作为一名专业的文章写手，我个人认为固定管板式换热器在工业生产中具有非常重要的地位。
其结构简单、可靠性高，在石油、化工等行业的热能传递中发挥着不可替代的作用。
然而，在选择和使用固定管板式换热器时，我们需要充分了解其型式和参数，才能确保其安全、高效地运行。
通过今天的阅读，希望读者已经对固定管板式换热器的型式与基本参数有了更深入的理解。
在今后的工作中，希望大家能在实践中不断积累经验，提高对这一重要设备的运用水平。
【感谢您的阅读，如果对固定管板式换热器还有任何疑问，欢迎交流讨论。
固定管板换热器设计
固定管板换热器设计固定管板换热器由管束、壳体和管板组成。
管束通常由多条平行的管子组成，管子之间通过管孔与管板相连。
壳体包裹着管束，形成一个密闭的空间，通过进出口和出口与管道相连。
管板位于管束的两端，将壳体分成两个室内，分别为热介质的进出口。
在固定管板换热器的设计中，需要考虑以下几个关键因素。
首先是换热器的热量传递效率。
热量传递效率是指热量在单位时间内在换热器内的传递程度，通常用热传导系数表示。
要提高热传导系数，可以采用增加管子的数量、增加管子的长度、增加管子的表面积等方法。
其次是固定管板的材料选择。
固定管板可以使用不锈钢、铝合金、铜合金等材料制成。
选择合适的材料需要考虑热传导性能、耐腐蚀性能、强度等因素。
另外，还要考虑管板与管子之间的密封性，确保热介质能够在管内流动，而不会泄漏到外部环境。
第三是管子的布局和尺寸。
管子的布局和尺寸直接影响到换热器的热传导效率和压降。
通常情况下，管子的布局为平行排列，管子之间的距离一般保持在一定范围内。
管子的尺寸可以通过计算得到，需要根据工艺条件、热传导系数和流体性质等因素进行选择。
此外，还需要考虑固定管板换热器的清洗和维护。
换热器在使用一段时间后，管子内壁会有许多附着物，需要进行清洗。
为了方便清洗，可以在管板上设置洗涤孔，通过注入清洗液体进行清洗。
在固定管板换热器的设计中，还需要考虑结构的紧凑性和可靠性。
结构的紧凑性可以通过合理设计管板的形状和布局来实现，从而减小换热器的体积。
可靠性可以通过选择耐腐蚀的材料、合理设计管道的连接和密封等方式来确保。
总之，固定管板换热器的设计需要综合考虑热传导效率、材料选择、管子布局和尺寸、清洗和维护以及结构的紧凑性和可靠性等多个因素。
只有在注意这些关键因素的前提下进行设计，才能保证换热器的性能和使用寿命。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计一、固定管板式换热器的定义二、固定管板式换热器的工作原理固定管板式换热器的工作原理基于热交换的基本原理。
在换热器中，两种流体通过互不干扰的管道流动。
其中一种流体通过外部流体管道内的管道，而另一种流体通过内部管道流动。
当两种流体流经换热器时，热量从热源流体传递到冷却流体中。
三、固定管板式换热器的设计要点1.确定换热器的换热面积：换热器的换热面积应根据流体的热负荷和温度差来确定。
通过计算流体的流速和需求的传热系数，可以计算出所需的换热面积。
2.选择合适的管子材质和尺寸：根据流体的性质和工作条件选择合适的管子材质，例如不锈钢、铜或钛等。
此外，还需要根据流体的流量和需求的压降来确定管子的尺寸。
3.确定流体的流速和流量：流体的流速和流量对换热器的传热效果有重要影响。
一般来说，流速较高可以提高传热系数，但会增加压降。
因此，需要根据具体应用情况来确定合适的流速。
4.设计固定管板的布置方式：固定管板的布置方式包括平行流、逆流和交叉流。
选择合适的布置方式可以提高换热效果。
四、固定管板式换热器的注意事项1.考虑流体的腐蚀性和污染性：一些流体具有腐蚀性和污染性，因此需要选择相应耐腐蚀的材料，并定期清洁和维护换热器。
2.注意换热器的绝热性能：换热器的绝热性能对于保持热量的传递效率至关重要。
应注意绝热材料的选用和安装质量。
3.定期检查和维护换热器：定期检查和维护是保证换热器正常运行的关键。
应定期清洗和检查换热器内部和外部的管道和固定管板。
总结：固定管板式换热器是一种常见的换热设备，其工作原理基于热交换的原理。
在设计固定管板式换热器时，需要考虑换热面积、管子材质和尺寸、流体的流速和流量等因素。
此外，还需要注意流体的腐蚀性和污染性，并定期检查和维护换热器。
通过合理设计和维护，固定管板式换热器可以有效地实现热量传递，提高工业生产的效率。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计
在设计固定管板式换热器时，需要考虑以下几个关键因素：
1.材料选择：根据介质的物理、化学性质选择合适的材料。
一般情况下，介质与管束之间的温差越大，所选用的材料强度要求越高。
常用的材
料有不锈钢、铜合金等。
2.物料平衡：需要对热交换系统的物料平衡进行计算和分析。
通过确
定供热介质和被加热介质的流量、温度差等参数，来确定换热面积与传热
系数。
3.传热面积计算：传热面积是固定管板式换热器设计的重要参数。
可
以根据传热方程进行计算，考虑到介质两侧的温度差、传热系数等因素。
4.流体流动计算：固定管板式换热器的流体流动模式一般有并流和逆
流两种。
通过计算两侧介质的速度分布、压降等参数，来确定换热器的尺
寸和设计。
5.压降计算：换热器的压降是影响流体流动和热交换效果的重要因素。
在设计中需要考虑介质流经管束时的阻力损失，并根据需要确定压降是否
符合要求。
6.管板结构设计：管板的结构应考虑到管夹的固定和密封效果。
可以
采用焊接、螺栓连接等方式，确保管束与管板之间有良好的接触和密封。
7.清洗和维护：在设计固定管板式换热器时，应考虑到清洗和维护的
便捷性。
合理设计管束和管板的间隙，便于清除可能堵塞的杂质。
8.安全性考虑：在设计中需要充分考虑换热器的安全性。
可以通过设
置泄漏检测器、冗余设计等手段，确保设备在运行中的安全性。
以上是固定管板式换热器设计的一些重要方面。
在实际设计中，还需要结合具体的工艺要求和实际情况进行综合考虑，以确保换热器的性能和可靠性。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计固定管板式换热器是一种常用的换热设备，常用于化工、石油、制药、食品等行业。
它由一组固定的平行管道（管板）组成，介质在管道内流动，实现热量的传递。
下面将从设备的选择、设计要点、计算、材料选用等方面介绍固定管板式换热器的设计。
设备选择在选择固定管板式换热器时，需根据工艺要求确定换热器的类型、规格和数量。
常见的固定管板式换热器有单通道、多通道和多联通道等，其中多联通道换热器适用于多介质间进行热交换的场合。
根据流体的物理性质和换热效果要求，选择合适的换热器材质。
设计要点1.流量计算：根据工艺要求，确定流体的流量，以及设计压力、温度差等参数。
2.温度差计算：根据传热区域的温度差和传热系数，计算设计的热负荷。
3.传热面积估算：根据热负荷和换热系数，估算换热器的传热面积。
4.换热器的形式：根据工艺要求、介质性质和换热面积，选择合适的固定管板式换热器形式。
5.材料选用：根据介质性质、工艺要求和经济性等因素，选择合适的材质。
计算方法1.热负荷计算：根据流体的流量、温度差和物性参数，计算热负荷。
2.传热系数计算：根据不同的传热机理（对流、传导或辐射），采用不同的计算方法计算传热系数。
3.传热面积计算：根据热负荷和传热系数，计算换热器的传热面积。
4.尺寸计算：根据传热面积、管子的数量和布局，计算出换热器的尺寸。
材料选用根据介质的性质，选择耐腐蚀性能良好的材料。
常见的材料有不锈钢、碳钢、铜、钛等。
同时，还需考虑经济性和可焊性等因素，选择合适的材料。
在设计固定管板式换热器时，需要综合考虑流体流动特性、传热效率和设备的经济性等因素。
合理的设计能够提高换热器的效率，降低能耗；同时，合适的材料选用和良好的制造工艺能够保证设备的可靠性和安全性。
因此，在设计固定管板式换热器时，需进行充分的热力学计算和工艺分析，确保设计的合理性和可行性。
固定管板换热器管板计算方法与步骤
《过程设备设计》课程作业题目：固定管板换热器管板计算方法与步骤、学院化工学院专学姓月日2019年业过程装备与控制工程固定管板换热器管板计算方法与步骤一、基本假设世界各国的管板的计算公式尽管形式各异，但其大体上是分别在以下三种基本假设的前提下得出的。
i.将管板看成为周边简支条件下承受均布载荷的圆平板，应用平板理论得出计算公式。
考虑到管孔的削弱，再引人经验性的修正系数。
如在力学模型上作了适当简化的美国TEMA方法。
i i.将管子当作管板的固定支撑而管板是受管子支撑着的平板。
管板的厚度取决于管板上不布管区的范围。
如西德AD规范采用的计算公式。
实践证明，这种公式适用于各种薄管的计算i i i.将管板视为在广义弹性基础上承受均布载荷的多孔圆平板，即把实际的管板简化为受到规则排列的管孔削弱、同时又被管子加强的等效弹性基础上的均质等效圆平板。
这种简化假定既考虑到管子的加强作用，又考虑了管孔的削弱作用，分析比较全面，现今已为大多数国家的管板规范所采用。
我国石油、化工、机械三部在1983年公布的《换热器设计规定》中所列入的管板计算公式基本上也是根据第三种假设经过比较严密的推导得出的，在国内获得了广泛的应用。
接下来的强度校核也是基于第三种假设。
二、管板设计的基本考虑GB151《管壳式换热器》所列人的管板公式基于的基本考虑是:把实际的管板简化为;承受均布载荷、放置在弹性基础上且受管孔均匀削弱的当量圆平板。
同时在此基础上还考虑了以下几方面对管板应力的影响因素。
1.管束对管板的支承作用在流体压力作用下管板将产生挠度与转角。
因管束与管板连接在一起，管束也将沿轴线方向产生压缩或伸长，管子端部产生弯曲变形。
管束对管板会起到约束的作用，具有减少管板中应力的作用。
考虑管束对管板挠度的约束作用，但忽略管束对管板转角的约束作用。
2.管孔对管板的削弱作用管孔对管板的削弱作用有两个方面：(1)减小了管板整体的刚度与强度。
(2)在管孔边缘产生局部的应力集中,在计算公式中是忽略不计。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计固定管板式换热器是一种常用的换热器类型，可广泛应用于化工、化肥、石油、制药等工业领域中。
其主要优点是结构简单，易于维护和清洗，能够有效地实现流体间的热量传递。
因此，在进行固定管板式换热器的设计时，需要考虑以下几个方面。
一、换热面积的计算换热面积是固定管板式换热器设计中最为重要的参数之一，其大小直接影响到换热器的换热效率。
换热面积的计算需要考虑到流体的流量、温度、物性参数等因素，可以采用传热学的方法进行计算。
具体来讲，可以通过热传导方程、对流方程和辐射方程等数学模型来预估换热器的换热能力，以便为后续的换热器设计提供参考。
二、传热系数的计算传热系数是固定管板式换热器换热效率的另一重要参数，它反映了流体间热量传递的速度和强度。
在固定管板式换热器设计中，传热系数的计算通常涉及到热流密度、流体性质、壁面材质以及流体流动状态等因素。
有些情况下，为了提高传热系数，还可以采用增大流速、增加流体紊流程度或降低流体粘度等措施来进行优化。
三、流路设计流路设计是固定管板式换热器设计过程中的又一重要环节，它决定了流体在换热器内部的运动轨迹和流动状态。
合理的流路设计能够最大限度地利用换热面积，提高流体的传热效率。
在固定管板式换热器的流路设计中，需要考虑的因素包括：管板形式、管子排列方式、流体进出口的位置和尺寸、低速段和高速段的设置以及防堵结等措施。
四、板型选择固定管板式换热器的板型选择直接影响到换热器的热传递效果和抗堵塞能力，是固定管板式换热器设计中不可忽视的因素之一。
在板型选择时，需要综合考虑流体的物性参数、结垢和堵塞的倾向、板间距和面积以及清洗和维护难易程度等因素。
常见的板型有单板、双板和三板式等。
综上所述，固定管板式换热器设计需要综合考虑各种因素，充分利用流体的物理特性和热传导规律，以获得更高的换热效果。
在实际设计中，还需要结合具体的工艺要求、流体的使用环境等特定因素进行优化。
换热器设计固定管板式
换热器设计固定管板式一、引言换热器是石油化工、化学工业、电力工业和制冷空调等行业中常见的设备，用于实现流体之间的热交换。
其中，固定管板式换热器是一种常见的结构形式，具有结构稳定、维修简便等优点。
本文将详细介绍固定管板式换热器的设计原则、计算方法以及操作注意事项。
二、设计原则1.换热器的选型应根据具体工艺要求，确定换热器的工作压力、工作温度和换热面积等参数。
2.根据换热介质的特性，选择合适的换热器材质，以保证设备的耐腐蚀性能和换热效果。
3.根据工艺流体的物理性质和换热需求，确定换热器的尺寸和传热面积。
4.在换热器的设计中，应考虑操作和维护的便利性，保证设备的可靠性和安全性。
三、计算方法1.确定换热器的传热系数。
传热系数是换热器设计的重要参数，可以通过案例经验值或数值计算方法确定。
2.确定安装管板的孔距和孔径。
根据换热器的设计需要和工艺流体的流速，确定安装管板的孔距和孔径，保证流体的正常流动，并满足换热需求。
3.确定换热面积。
换热面积是换热器设计的核心要素之一，可通过理论计算或实际测试确定。
4.确定壳侧和管侧的压力降。
根据工艺流体的压力损失和换热介质的压力要求，确定壳侧和管侧的压力降。
5.确定换热器的结构和支撑形式。
根据换热器的使用环境和工艺要求，确定换热器的结构和支撑形式，保证设备的稳定和安全。
四、操作注意事项1.换热器的安装应符合设计要求，密封性良好，且固定可靠。
2.换热器在运行过程中，应定期检查设备的泄漏情况，及时处理漏点。
3.换热器应定期清洗维护，避免结垢和堆积物影响设备的换热效果。
4.换热器的运行压力和温度应控制在设计范围内，不得超过设备的承载能力。
5.地震时，应采取相应的防震措施，确保换热器的安全稳定。
五、结论固定管板式换热器在石油化工、化学工业、电力工业等行业中应用广泛，具有结构稳定、维修方便等优点。
在设计固定管板式换热器时，应根据具体工艺要求，确定换热器的工作压力、工作温度和交换面积等参数，选取合适的材料和计算方法。
固定管板式换热器讲解
辽宁工业大学课程设计目录前言 (3)化工设备简介 .......................... 错误！未定义书签。
换热器概述 ........................... 错误！未定义书签。
管壳式换热器的分类 (3)管壳式换热器的结构 (5)换热器相关技术研究内容及发展动向 (5)第一章工艺计算部分 (6)1.1设计任务及条件 (6)1.2确定设计方案 (6)1.2.1选择换热器的类型 (6)1.2.2参数计算 (8)1.3工艺结构尺寸 (9)1.3.1换热管参数计算 (9)1.3.2壳程参数计算 (10)1.3.3接管参数计算 (10)1.4换热器核算 (11)1.4.1管程传热膜系数 (11)1.4.2壳程传热膜系数 (11)1.4.3传热面积的校核 (13)1.5换热器内压降的核算 (14)1.5.1管程阻力计算 (14)1.5.2壳程阻力计算 (14)1.6工艺计算结果汇总 (15)第二章强度计算部分 (16)2.1换热器壁厚设计计算 (16)2.1.1壳程壁厚设计计算 (16)2.1.2管箱短节、封头厚度的计算 (17)2.1.3换热管壁厚校核 (18)2.2管板设计及校核 (18)2.2.1管板的选材以及连接方式 (18)2.2.2管板计算的有关参数确定 (19)2.2.3管板与管子的应力的计算 (20)2.3开孔补强 (21)2.3.1补强的判别 (22)2.3.2开孔补强面积 (23)2.3.3补强圈的设计 (24)2.4密封装置选型及设计 (24)2.4.1垫片选型与设计 (24)2.4.2螺栓设计与计算 (25)2.4.3法兰选型与设计 (26)2.5支座的设计计算及校核 (29)2.5.1支座安装位置确定 (29)2.5.2鞍座宽度b的确定 (30)2.5.3鞍座的选择 (30)2.5.4鞍式支座的计算及校核 (30)2.5.5鞍座内力的分析 (32)2.6.1折流板的设计 (32)2.6.2拉杆结构形式 (33)2.6.3焊接接头设计 ................................................. 34 2.6.4膨胀节的设计体会心得 ...............2.6其他附件的设计与选择 (32).................................. 35 错误！未定义书签。
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厚度及重量计算
形状系数
K= =
计算厚度
= =
mm
有效厚度
e=n-C1- C2=
mm
最小厚度
min=
mm
名义厚度
n=
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[Pw]= =
MPa
结论
合格
后端管箱筒体计算
计算单位
辽宁石油化工大学
计算条件
筒体简图
计算压力Pc
MPa
设计温度t
C
内径Di
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T= =
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]= =
MPa
设计温度下计算应力
t= =
MPa
t
MPa
校核条件
t≥t
结论
筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格
后端管箱封头计算
旋转刚度
MPa
材料名称
壳
壳体法兰厚度
mm
法兰外径
管板和管子连接型式
管板和管子胀接(焊接)高度l
mm
胀接许用拉脱应力[q]
MPa
焊接许用拉脱应力[q]
MPa
管
材料名称
管箱法兰厚度
mm
法兰外径
mm
箱
基本法兰力矩
Nmm
管程压力操作工况下法兰力
Nmm
法兰宽度
mm
法
比值
比值
系数 (按h/Di,f”/Di,查<<GB151-1999>>图25)
兰
系数”(按h/Di,f”/Di,查<<GB151-1999>>图26)
MPa
t
MPa
校核条件
t≥t
结论
筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格
前端管箱封头计算
计算单位
辽宁石油化工大学
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
MPa
设计温度t
C
内径Di
mm
曲面高度hi
mm
材料
设计温度许用应力t
MPa
试验温度许用应力
MPa
钢板负偏差C1
mm
腐蚀裕量C2
mm
Mpa
程
平均金属温度下弹性模量Es
Mpa
平均金属温度下热膨胀系数s
mm/mm
圆
壳程圆筒内径Di
mm
壳程圆筒名义厚度s
mm
壳程圆筒有效厚度se
mm
筒
壳体法兰设计温度下弹性模量Ef’
MPa
壳程圆筒内直径横截面积A=0.25Di2
mm2
壳程圆筒金属横截面积As=s(Di+s)
mm2
管
设计压力pt
MPa
箱
设计温度Tt
最大允许工作压力
[Pw]= =
MPa
设计温度下计算应力
t= =
MPa
t
MPa
校核条件
t≥t
结论
筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格
延长部分兼作法兰固定式管板
设计单位
辽宁石油化工大学
设计计算条件
简图
设计压力ps
MPa
设计温度Ts
平均金属温度ts
装配温度to
壳
材料名称
设计温度下许用应力[]t
计算单位
辽宁石油化工大学
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
MPa
设计温度t
C
内径Di
mm
曲面高度hi
mm
材料
设计温度许用应力t
MPa
试验温度许用应力
MPa
钢板负偏差C1
mm
腐蚀裕量C2
mm
焊接接头系数
厚度及重量计算
形状系数
K= =
计算厚度
= =
mm
有效厚度
e=n-C1- C2=
mm
最小厚度
min=
mm
固定管板换热器设计计算
计算单位
辽宁石油化工大学
设计计算条件
壳程
管程
设计压力
MPa
设计压力
MPa
设计温度
设计温度
壳程圆筒内径
mm
管箱圆筒内径
mm
材料名称
材料名称
简图
计算内容
壳程圆筒校核计算
前端管箱圆筒校核计算
前端管箱封头(平盖)校核计算
后端管箱圆筒校核计算
后端管箱封头(平盖)校核计算
膨胀节校核计算
管箱法兰校核计算
MPa
平均金属温度下管子材料弹性模量Et
MPa
平均金属温度下管子材料热膨胀系数t
mm/mm
管
管子外径d
mm
管子Байду номын сангаас厚t
mm
注：
管子根数n
换热管中心距S
mm
换
一根管子金属横截面积
mm2
换热管长度L
mm
管子有效长度(两管板内侧间距)L1
mm
管束模数Kt=Etna/LDi
MPa
管子回转半径
mm
热
管子受压失稳当量长度lcr
厚度及重量计算
计算厚度
= =
mm
有效厚度
e=n-C1- C2=
mm
名义厚度
n=
mm
重量
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
PT= 1.25P =(或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T= =
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
mm
系数Cr=
比值lcr/i
管子稳定许用压应力( )
MPa
管
管子稳定许用压应力( )
MPa
材料名称
设计温度tp
管
设计温度下许用应力
MPa
设计温度下弹性模量Ep
MPa
管板腐蚀裕量C2
mm
管板输入厚度n
mm
管板计算厚度
mm
隔板槽面积(包括拉杆和假管区面积)Ad
mm2
板
管板强度削弱系数
管板刚度削弱系数
管子加强系数 K=
mm
名义厚度
n=
mm
重量
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
PT= 1.25P =(或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T= =
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]= =
MPa
设计温度下计算应力
t= =
mm
材料
试验温度许用应力
MPa
设计温度许用应力t
MPa
试验温度下屈服点s
MPa
钢板负偏差C1
mm
腐蚀裕量C2
mm
焊接接头系数
厚度及重量计算
计算厚度
= =
mm
有效厚度
e=n-C1- C2=
mm
名义厚度
n=
mm
重量
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
PT= 1.25P =(或由用户输入)
圆
材料名称
筒
设计温度下弹性模量Eh
MPa
管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)h
mm
管箱圆筒有效厚度he
mm
管箱法兰设计温度下弹性模量Et”
MPa
材料名称
换
管子平均温度tt
设计温度下管子材料许用应力[]tt
MPa
设计温度下管子材料屈服应力st
MPa
热
设计温度下管子材料弹性模量Ett
名义厚度
n=
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[Pw]= =
MPa
结论
合格
壳程圆筒计算
计算单位
辽宁石油化工大学
计算条件
筒体简图
计算压力Pc
MPa
设计温度t
C
内径Di
mm
材料
试验温度许用应力
MPa
设计温度许用应力t
MPa
试验温度下屈服点s
MPa
钢板负偏差C1
mm
腐蚀裕量C2
mm
焊接接头系数
开孔补强设计计算
管板校核计算
前端管箱筒体计算
计算单位
辽宁石油化工大学
计算条件
筒体简图
计算压力Pc
MPa
设计温度t
C
内径Di
mm
材料
试验温度许用应力
MPa
设计温度许用应力t
MPa
试验温度下屈服点s
MPa
钢板负偏差C1
mm
腐蚀裕量C2
mm
焊接接头系数
厚度及重量计算