管壳式换热器中折流板的作用
换热器折流板的作用
换热器折流板的作用
换热器折流板的作用主要有两个：
1.提高管外流体给热系数：通过在壳体内安装一定数量的折流板，可以迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加，从而提高管外流体的速度，增加流体与管束的接触面积，进而提高管外流体的给热系数。
2.支撑固定管束：折流板不仅起到支撑作用，还可以防止流体短路，增加流体速度。
通过在两端封头内设置适当隔板，将全部管子平均分隔成若干组，这样流体可每次只通过部分管子而往返管束多次，使管程增加。
过程设备设计_南京工程学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
过程设备设计_南京工程学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.对于气液分流型支承装置，以下说法中正确的是。
参考答案:避免了栅板式支承中气液从同一孔槽中逆流通过_是高通量低压降的支承装置_为气体及液体提供了不同的通道_既避免了液体在板上的积聚，又有利于液体的均匀再分配2.机械搅拌反应器中，搅拌容器的作用是为物料反应提供合适的空间，其筒体基本上是圆筒，封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖，以椭圆应用最广。
参考答案:正确3.以下选项中，减小轴端挠度、提高搅拌轴临界转速的措施有。
参考答案:设置稳定器_设置底轴承或中间轴承4.对于反应器的搅拌功率计算，以下说法中正确的是。
参考答案:用于选择减速器_设计或校核搅拌器的强度和刚度_用于选择电动机_设计或校核搅拌轴的强度和刚度5.生活中常见的电风扇就是一种搅拌器，以下选项中，不是电风扇流型的是。
参考答案:径向流_切向流_紊乱流6.在搅拌反应设备中，应用最为广泛的搅拌器有，约占搅拌器总数的75%～80%。
参考答案:锚式搅拌器_涡轮式搅拌器_桨式搅拌器_推进式搅拌器7.对于反应器中的搅拌器，以下说法中正确的是。
参考答案:搅拌器对流体产生剪切作用和循环作用_搅拌器从电动机获得机械能，从而推动罐内流体运动8.对于反应器中搅拌器的流型，有。
参考答案:径向流_轴向流_切向流9.对于反应器中的换热元件，以下说法中正确的是。
参考答案:内盘管分为螺旋形盘管和竖式蛇管两类_换热元件分为夹套和内盘管两类_夹套分为整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套四类10.固定管板式换热器与其它类型换热器相比，在相同壳体直径下，排管数目最少。
参考答案:错误11.关于填料塔，以下描述中错误的是。
参考答案:气液两相组分的浓度或温度沿塔高呈阶梯式变化12.关于填料支承装置，以下说法正确的是。
参考答案:栅板型支承为气液混流型支承装置_气液分流型支承有波纹式、驼峰式和孔管式三种_填料支承装置分为栅板型支承和气液分流型支承13.对填料塔中的液体分布器，以下说法中正确的是。
固定管板式换热器机械设计【精品毕业设计(论文)】[管理资料]
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固定管板式换热器机械设计摘要固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。
这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。
固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。
本次设计的题目是乙二醇塔底进料换热器的设计，课题预期达到的目标为：换热器面积的计算），管程壳程压力降的计算（），工艺结构尺寸的计算：管程数（6管程），换热管的确定（内径：25mm 数量450根），壳体内径（800mm），壳程数（1壳程）的计算，折流板的选型（形式：弓形折流板，数量：13）等。
换热器的强度计算：对筒体、管箱厚度的计算和校核，对壳体及管箱各处开孔补强，对延长部分兼做法兰的计算及强度核算。
经水压试验、压力校核后显示结果全部合格。
换热器的结构设计：折流板、法兰（乙型平焊法兰）、换热管、支座（鞍式支座）、垫片（石棉橡胶板垫片）的规格及选型。
完善设计图纸及设计说明书。
关键词：换热器；工艺；结构；强度Mechanical design of fixed tube-sheet heat exchangerAbstractFixed tube plate heat exchanger is a typical structure of the shell and tube heat exchanger and a wide range of heat exchanger. This type of heat exchanger has the characteristics of a simple structure, compact, high reliability and wide adaptability , and low cost of the production, wide choice of used materials, more convenient of cleaning heat exchanger the surface . Fixed tube plate heat exchanger can withstands the higher operating pressure and temperature, so it has the absolute advantage in the possession of high temperature and high pressure heat exchangers and large,.This design topic is naphtha condenser design, the goal which the topic anticipated achieved:The craft design of heat exchanger:the heat transfer area computation;tube side pressure drop computation(≤);the craft structure size computation:number of tube passes(2 tube passes),the number of heat exchange tube(insidediameter:25mm,number:450),the inside diameter of shell, number of shell passes(1 shell passes),the lectotype of baffle board(form:segmental baffle,number:13)etcThe strength calculation of heat exchanger:the computation and check of cylinder thinckness and channel thinckness,the shell and the reinforcement for opening supplements the intensity,the extension part concurrently makes the flange the computation and the intensity calculation. Examinatation part carried on the hydraulic pressure test, the pressure examination and so on, in which all results has been all qualified The structural design of the heat exchanger:The specification and lectotype of baffle plate、flange(type A manhole weded flange)、heat exchange tube、suppot(saddle support)、gasket(paronite gasket)Consummates the design paper and the design instruction booklet Key words: heat exchanger; crafts; structure; strength目录1 引言 (1)换热器的用途 (1) (1)换热器的发展趋势 (2)2 固定管板式换热器的结构设计 (4)设计参数的确定 (4)设计压力 (4)计算压力 (5)设计温度 (5)厚度及厚度附加量 (5)焊接接头系数 (6)许用应力 (6)材料的选取 (7)力学性能 (8)化学成分 (8)管程结构 (9)换热管 (9)管板 (9)管箱 (10)管束分程 (10)换热管与管板连接 (11)壳程结构 (13)壳体 (13)折流杆 (13)折流板 (14)防短路结构 (15) (16)开孔和开孔补强设计 (16)补强结构 (16)开孔补强设计准则 (17)允许不另行补强的最大开孔直径 (18)密封装置设计 (19)焊接接头结构 (19)焊接接头形式 (20)坡口形式 (21)压力容器焊接接头分类 (21)3 换热器结构计算 (23)壳程圆筒计算 (23)厚度计算 (23)液压试验校核 (24)压力及应力计算 (24)前端管箱筒体计算 (25)厚度计算 (25)液压试验校核 (26)压力及应力计算 (27)后端管箱筒体计算 (27)厚度计算 (27)液压试验校核 (28)压力及应力计算 (29)封头计算 (30)前端封头计算 (30) (30) (31)垫片 (31)螺栓 (31) (33)管箱开孔补强计算 (33) (36)内构件的选取 (38) (38)管束分程 (39) (39)管板的计算与校核 (39)壳层圆筒 (39)管箱圆筒 (40)换热管 (40)管板 (41)管箱法兰 (42)壳体法兰 (42)系数计算 (43)管板参数计算 (43)系数计算 (43) (44)P (44)sP (46)t4 结论 (50)参考文献 (51)谢辞 (52)1引言换热器的用途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。
管壳式换热器内部结构
管壳式换热器内部结构
管壳式换热器的内部结构主要包括壳体、管板、管束、挡板及箱体等部分。
其中，壳体是圆形的，用于容纳管束和其他内部组件，并通过连接法兰与换热器其他部分连接在一起。
管板则位于壳体的两端，用于固定管束并防止管束在运行过程中发生位移或振动。
管束是换热器的核心部分，由许多小直径的管子组成，它们被固定在管板上，用于传输热流体。
挡板则位于管束的一侧，用于改变热流体的流动方向，增加湍流度并提高换热效率。
箱体则用于容纳所有内部组件，并作为外部框架，支撑和固定整个换热器。
此外，管壳式换热器还有许多其他的设计和结构变化，例如固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式的浮头换热器等。
这些变化都是为了满足不同的工艺和操作要求。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
换热器折流板各种型式的讨论
换热器折流板各种型式的讨论兰州四方容器设备有限责任公司李建仓摘要：本文介绍了换热器所用折流板的几种型式，对其结构及工作形式作了阐述，并将其优点及缺点进行了说明和总结，从而为折流板换热器的设计选型及制造提供了依据和指导。
折流板顾名思义是用来改变流体流向的板，常用于管壳式换热器设计壳程介质流道，根据介质性质和流量以及换热器大小确定折流板的多少。
折流板是列管式换热器中的一个零件可用以起到提高传热系数和支承管束的作用;但由于它结构简单所以往往被设计者所忽视。
现实的情况可以证实到目前为止无论是我国自行设计还是国外引进的设备折流板的结构常是五花八门，其中有些结构既制造复杂又不利于提高传热系数。
其原因在于设计者没有根据具体的传热性质来认真地对它进行分析后再确定具体的结构和尺寸。
本文拟对各种型式折流板的优缺点一一列出并进行对比，提出换热器在什么情况下所适用哪种折流板的一些个人意见和有关同志进行商榷。
折流板有常用折流板和异形折流板之分。
常用折流板主要有弓形和圆盘-圆环折流板，其中弓形又分为单弓形、双弓形和三弓形，如图一：图一异形折流板有:矩形折流板、折流杆型折流板和格栅折流板等，如图二～四：矩形折流板（图二）折流杆换热器示意图（图三）格栅折流板（图四）这些折流板都有各自的优缺点，逐一说明如下;一、弓形折流板。
大部分换热器都采用弓形折流板。
弓形折流板在壳程内的放置形式上下方向排列的形式，用以造成液体剧烈扰动以增大传热系数;左右方向排列的，多数用于卧式换热器,设备中都伴随着有气相的吸收冷凝，以利于冷凝液和气体的流动，当列管是正方形排列时，为了使介质形成湍流以提高换热效果，则采用转角切口。
单弓形折流板主要是为了提高整体的壳程的错流程度，切口的百分数一般为20%~49%；通常为20%~25%，最佳大小为20%，此时单位压降下传热膜系数最高，小于20%（缺口处不布管除外）压降较大；切口超过20%，导致形成流体流速的滞留区，切口过大或过小，都会降低管束的传热性能；为了减小振动，亦可采用缺口处不布管，缺口可减小到15%或者25%左右，其压降只有单弓形的1/3左右。
换热器计算思考题及参考答案
换热器思考题1. 什么叫顺流？什么叫逆流（P3）？2.热交换器设计计算的主要内容有那些（P6）？换热器设计计算包括以下四个方面的内容：热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。
热负荷计算：根据具体条件，如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况，计算出传热系数及所需换热面积结构计算：根据换热器传热面积，计算热交换器主要部件的尺寸，如对管壳式换热器，确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径，隔板数及位置等。
流动阻力计算：确定流体压降是否在限定的范围内，如果超出允许的数值，必须更改换热器的某些尺寸或流体流速，目的为选择泵或风机提供依据。
强度计算：确定换热器各部件，尤其是受压部件(如壳体)的压力大小，检查其强度是否在允许的范围内。
对高温高压换热器更应重视。
尽量采用标准件和标准材料。
3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么（P7）？4. 流体在热交换器内流动，以平行流为例分析其温度变化特征（P9）？5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示（P20）？一次交叉流，两种流体各自不混合一次交叉流，一种流体混合、另一种流体不混合一次交叉流，两种流体均不混合6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点（P25、26）?什么是温度交叉，它有什么危害，如何避免（P38、76）？7．管壳式换热器的主要部件分类与代号（P42）？8．管壳式换热器中的折流板的作用是什么，折流板的间距过大或过小有什么不利之处（P49～50）？换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数，为了获得良好的效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当。
对常用的圆缺形挡板，弓形切口过大或过小，都会产生流动“死区”，均不利于传热。
一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15～0.45，常采用0.20和0.25两种。
挡板的间距过大，就不能保证流体垂直流过管束，使流速减小，管外对流传热系数下降；间距过小不便于检修，流动阻力也大。
化工设备机械基础第七章习题解答
《化工设备机械基础》习题解答第三篇: 典型化工设备的机械设计第七章管壳式换热器的机械设计一、思考题1．衡量换热器好坏的标准大致有哪些？答：传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构可靠，节省材料；成本低；制造、安装、检修方便。
2．列管式换热器主要有哪几种？各有何优缺点？3．列管式换热器机械设计包括哪些内容？答：①壳体直径的决定和壳体壁厚的计算；②换热器封头选择，压力容器法兰选择；③管板尺寸确定；④管子拉脱力的计算；⑤折流板的选择与计算；⑥温差应力计算。
此外还应考虑接管、接管法兰选择及开孔补强等。
4．我国常用于列管式换热器的无缝钢管规格有哪些？通常规定换热管的长度有哪些？答：我国管壳式换热器常用无缝钢管规格（外径×壁厚），如下表2所示。
换热管长度规定为：1500mm, 2000mm, 2500mm, 3000mm, 4500mm, 5000mm, 6000mm, 7500mm, 9000mm, 12000mm。
换热器的换热管长度与公称直径之比，一般在4~25之间，常用的为6~10。
立式换热器，其比值多为4~6。
表 2 换热管规格（mm）5．换热管在管板上有哪几种固定方式？各适用范围如何？答：固定方式有三种：胀接、焊接、胀焊结合。
胀接：一般用在换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力不超过4.0MPa，设计温度在350℃以下，且无特殊要求的场合。
焊接：一般用在温度压强都较高的情况下，并且对管板孔加工要求不高时。
胀焊结合：适用于高温高压下，连接接头在反复的热冲击、热变形、热腐蚀及介质压力作用，工作环境极其苛刻，容易发生破坏，无法克服焊接的“间隙腐蚀”和“应力腐蚀”的情况下。
6．换热管胀接于管板上时应注意什么？胀接长度如何确定？答：采用胀接时，管板硬度应比管端硬度高，以保证胀接质量。
这样可避免在胀接时管板产生塑性变形，影响胀接的紧密性。
如达不到这个要求时，可将管端进行退火处理，降低硬度后再进行胀接。
管壳式换热器结构基础知识
4 折流板、支撑板、旁路挡板及拦液板的作用于结构
2）拉杆点焊结构，适用于换热管外径≤14mm的管束。拉杆的数量不少于四根，直径 不小于10mm。应尽量布置在管束的外边缘，对于大直径换热器，在布管区或靠近折 流板缺口处也应布置适当数量的拉杆。 4.2 旁路挡板 1、作用
阻止流体短路，迫使壳体流体通过管束进行热交换 2、结构及安装
s s (ts t0 )L
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5 温差应力
式中 αt，αs——分别为管子和壳体材料的温度膨胀系
数，1/℃； t0——安装时的温度，℃ tt ，ts——分别为操作状态下管壁温度和壳壁温
度，℃; 由于管子与壳体是刚性连接，所以管子和壳体的实际伸长量必须相等，见图c，因 此就出现壳体被拉伸，产生拉应力；管子被压缩，产生压应力。此拉、压应力就是 温差应力。这就是温差应力产生的原因。
本课程重点：固定管板式换热器的基本结构及其机 械设计
本课程难点：管、壳的分程及隔板 建议学时：8学时 适合对象：工艺员、技术员、检验员及班组长
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1 概述
换热器是用来完成各种不同传热过程的设备。 换热器质量好坏的衡量标准： 1）先进性—传热效率高，流体阻力小，材料省； 2）合理性—可制造加工，成本可接受； 3）可靠性—强度满足工艺条件。 根据不同的目的，换热器可以分为： 1、冷却器（cooler）
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3 管板结构
3）菱形面积法 取管板上相邻四根管子之间的菱形面积，按弹性理论求此面积在均 布压力作用下的最大弯曲应力。由于此方法与管板实际受载情况相差较大，所以尽 用于粗略估算。 3.4 管程的分程及管板与隔板的连接 1、分程原因
当换热器所需的换热面积较大，而管子做得太长时，就得增大壳体直径，排列较 多的管子。此时，为了增加管程流速，提高传热效果，须将管束分程，使流体依次 流过各程管子。
管壳式换热器工程设计论文.
管壳式换热器工程设计论文2019-11-191管壳式换热器的工作原理在工业生产中广泛运用到管壳式换热器，管壳式换热器是由圆筒形的壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等组成的。
其中，壳体内部装有两端固定在管板上的管束。
冷热两种流体用来换热，在管内流动的是管程流体，在管外流动的是壳程流体。
在壳体内通常安装一些挡板，以使管外流体的传热分系数增大。
挡板可使壳程流体速度提高，从而使流体湍流程度增强，流体能够按规定路程多次横向通过管束。
在管板上，换热管的排列可以按照等边三角形或正方形。
排列为等边三角形显得紧凑，使得管外流体湍流程度增强，提高传热分系数；排列为正方形则清洗管外方便，对于易结垢的流体非常适用。
2管壳式换热器工艺设计管壳式换热器工艺设计应该符合特定的工艺条件，比如要具有安全可靠的结构，制造、安装、操作和维修方便，经济成本低，设计技术具有科学性等。
理想的管壳式换热器可以是两端管板分别与壳体固定和在壳体内自由浮动，壳体和管束的膨胀自由，从而在两种介质间存在较大的温差的情况下，不会在管束和壳体之间产生温差应力。
把浮头端设计成可拆结构，可以使管束插入或抽出壳体容易。
也可以把浮头端设计成不可拆的。
3管壳式换热器的工艺设计方法管壳式换热器的工艺设计主要是针对传热设计和压降设计这两个方面，管壳式换热器的工艺设计方法主要包括下面几个。
3.1Colburn-Donohue方法管壳式换热器的壳侧的传热和流动过程是非常复杂的，尤其是壳侧的传热和压降设计计算非常重要，一些设计原理就是通过壳侧传热和压降计算方法的确定而建立的。
1933年，以理想管排数据为基础的壳侧传热系数计算关联式由Colburn首先提出。
而带有折流板的管壳式换热器中存在漏流和旁流,采用Sieder-Tate关联式计算进行设计更为方便。
因为管壳式换热器中同时发生流体的传热与流动阻力，它们是相互制约的，所以，在设计计算中应将流体的传热与流动阻力作为一个整体考虑。
管壳式换热器折流板的设计
设计折流板的设计壳式换热器折流板的管壳式换热器HTRI2012 上海CC China Meeting11062012-11-06管壳式换热器折流板的设计管壳式换热器中折流板的常用形式----单弓----NTIW（单弓窗口不布管）----双弓----螺旋折流板----双螺旋折流板----折流杆（Rod Baffle）管壳式换热器折流板的设计•单弓折流板的阻挡和扰流作用使得流体冲击折流板时改变流向,同时由于流通截面的突变而在弓形折流板缺口处形成流体速度突变和压力突变,且在折流板背面形成回流区,造成压力损失。
管壳式换热器折流板的设计•单弓折流板间距与切割率增大，将降低壳程压降, 但同时壳程传热系数减小；折流板间距与切割率减小,将增大壳程传热系数, 但同时壳程压降也急剧增大。
即壳程压降与壳程传热系数同增或同减, 但壳程压降增大或减小的幅度大于壳程传热系数。
为此, 在压降允许范围内, 减小折流板间距与圆缺率, 加强传热效果。
管壳式换热器折流板的设计•单弓-窗口不布管减小管子的无支撑间距，牺牲部分换热空间，降低诱导及弹性振动的可能性，同时增加壳程流体的流通量。
管壳式换热器折流板的设计•双弓双弓弓形折流板换热器保留了弓形折流板的结构形式, 但增加了切割面积, 使壳程流动形式从单弓时的错流改变成顺错流态, 并克服了流体急剧回弯流动造成的管束震动,在相同压降下即可把流速提高至二倍以上, 从而提高传热速率。
尤其适合用于壳侧流体流量大, 粘度大的场合。
管壳式换热器折流板的设计•螺旋折流板螺旋折流板换热器突破了壳程介质流横向垂直和管子相切的传统观念, 流体在壳侧呈连续柱塞状螺旋流动,不会出现传统折流板换热器内的流动死区,并且由于旋流产生的涡与管束传热界面边界层相互作用, 使湍流度大幅度增强, 有利于提高壳侧膜传热系数。
管壳式换热器折流板的设计•螺旋折流板连续螺旋折流板换热器的折流板形状是自壳体进口向出口推进的完全螺旋面，介质在壳体内做到相对连续平稳旋转流动。
换热器中折流板的作用
换热器中折流板的作用
折流板顾名思义是用来改变流体流向的板，常用于管壳式换热器设计壳程介质流道，根据介质性质和流量以及换热器大小确定折流板的多少。
折流板被设置在壳程，它既可以提高传热效果，还起到支撑管束的作用。
折流板有弓形和圆盘-圆环形两种，弓形折流板有单弓形、双弓形和三弓形三种。
弓形折流板缺口高度应使流体通过缺口时与横过管束时的流速相近，缺口大小用切去的弓形弦高占圆筒内直径的百分比来确定，单弓形折流板缺口如图，缺口弦高h值，宜取0.2~0.45倍的圆筒内直径。
弓形折流板的缺口可按图所示，切在管排中心线以下，或切于两排管孔的小桥之间。
换热器中折流板的作用：1.增加湍流；2.减少死区；3.加长流程；提高换热效果。
4.对换热管起支撑、定位作用。
石家庄博特环保133六384零665是一家换热器的设计、生产、安装调试的公司。
换热器原理与设计(答案)
广东海洋大学 2013年清考试题《换热器原理与设计》课程试题课程号： 1420017√ 考试□ A 卷□ 闭卷□ 考查□ B 卷√ 考试一．填空题（10分。
每空1分）1．相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数较低。
2．对于套管式换热器和管壳式换热器来说， 套管式换热器 金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。
3．在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是 增加管外程数 和两台单壳程换热器串联。
4．在流程的选择上，腐蚀性流体宜走 管程，流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re ＞100)下即可达到湍流。
5．采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到强化。
6. 相对于螺旋槽管和光管，螺旋槽管的换热系数高.7. 根据冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，横管 传热系数较高。
8.减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率，在弓形折流板缺口处不排管，将 减小 管子的支撑跨距9. 热交换器单位体积中所含的传热面积的大小大于等于700m 2/m 3，为紧凑式换热器。
10. 在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，真正横向流过管束的流路为B 股流体,设置旁路挡板可以改善C 股流体对传热的不利GDOU-B-11-302班级：姓名：学号：试题共4 页加白纸3张密封线影响。
二．选择题（20分。
每空2分）1.管外横向冲刷换热所遵循侧传热准则数为(C )A. 努赛尔准则数B. 普朗特准则数C. 柯尔本传热因子D. 格拉肖夫数2.以下哪种翅片为三维翅片管( C )A. 锯齿形翅片B. 百叶窗翅片C. C管翅片D. 缩放管3.以下换热器中的比表面积最小( A )A．大管径换热器B．小管径换热器C．微通道换热器 D. 板式换热器4. 对于板式换热器，如何减小换热器的阻力(C )A．增加流程数B．采用串联方式C．减小流程数 D. 减小流道数。
《管壳式换热器机械设计》参考资料
1前言 (1)1.1概述 (1)1.1.1换热器的类型 (1)1.1.2换热器 (1)1.2设计的目的与意义 (2)1.3管壳式换热器的发展史 (2)1.4管壳式换热器的国内外概况 (3)1.5壳层强化传热 (3)1.6管层强化传热 (3)1.7提高管壳式换热器传热能力的措施 (4)1.8设计思路、方法 (5)1.8.1换热器管形的设计 (5)1.8.2换热器管径的设计 (5)1.8.3换热管排列方式的设计 (5)1.8.4 管、壳程分程设计 (5)1.8.5折流板的结构设计 (5)1.8.6管、壳程进、出口的设计 (6)1.9 选材方法 (6)1.9.1 管壳式换热器的选型 (6)1.9.2 流径的选择 (8)1.9.3流速的选择 (9)1.9.4材质的选择 (9)1.9.5 管程结构 (9)2壳体直径的确定与壳体壁厚的计算 (11)2.1 管径 (11)2.2管子数n (11)2.3 管子排列方式，管间距的确定 (11)2.4换热器壳体直径的确定 (11)2.5换热器壳体壁厚计算及校核 (11)3换热器封头的选择及校核 (14)4容器法兰的选择 (15)5管板 (16)5.1管板结构尺寸 (16)5.2管板与壳体的连接 (16)5.3管板厚度 (16)6管子拉脱力的计算 (18)7计算是否安装膨胀节 (20)8折流板设计 (22)9开孔补强 (25)10支座 (27)10.1群座的设计 (27)10.2基础环设计 (29)10.3地角圈的设计 (30)符号说明 (32)参考文献 (34)小结 (35)2 壳体直径的确定与壳体壁厚的计算2.1 管径换热器中最常用的管径有φ19mm ×2mm 和φ25mm ×2.5mm 。
小直径的管子可以承受更大的压力，而且管壁较薄；同时，对于相同的壳径，可排列较多的管子，因此单位体积的传热面积更大，单位传热面积的金属耗量更少。
所以，在管程结垢不很严重以及允许压力降较高的情况下，采用φ19mm ×2mm 直径的管子更为合理。
浅谈管壳式换热器的泄露与预防措施
浅谈管壳式换热器的泄露与预防措施摘要：管壳式换热器是换热设备中最常见的一种，它具有可用材料广泛，适用范围广，产出能力强，能承受高温高压等特点。
本文对管壳式换热器发生的的常见故障的原因进行分析，同时给出常见故障的纠正方法。
总结管壳式换热器常见的泄露原因及预防措施，总结换热器的日常维护程序，研究成果可为管壳式换热器日常防漏和维护提供理论依据。
关键词：管壳式换热器；泄露原因；预防措施1.管壳式换热器的结构阐述管壳式换热器的类型分为固定管板型、浮头型和U形管型几种。
其中最为常见的是固定管板型。
管壳式换热器主要由一个管箱、筒体、管板、隔板、钢管、定距管以及其他配件组成。
1.1管板结构分析管板是有密集的管孔板或锻件，由管束组成的弹性基础支撑，板的两边承受的载荷均匀分布，管子的末端通过胀接、焊接或两者结合形式固定在管板上的，当管板在承受外界介质压力时会造成弯曲变形，导致管束中的每根管也会发生轴向变形，也使管板被每根管子的弹性反转。
管板、管束是刚性连接，管束因发热而引起的变形力矩会作用到管板。
1.2折流板结构分析折流板，也称挡板，它的主要作用是增加管间的流量，改善传热效果。
折流板最常用是弓形的形状，其他形状的也可以用。
挡板布置要求：靠近管板的第一块挡板应尽可能靠近壳体侧喷嘴，挡板的间隙应接近管对管或者管对通道的中心线。
如果没有特殊要求，在换热管的有效长度上以相等的距离布置就可以了。
挡板与支撑板通常由拉杆、定距离管、管道板等零部件固定。
主要采用焊接或螺纹与焊接相结合的方法来进行固定。
2.管壳式换热器泄露的常见原因2.1设计原因热交换器密封的结构、密封表面的形状、密封垫的类型和尺寸、螺纹尺寸和材料的选择，这些因素都会引起管壳式换热器的泄露。
下面通过分析一台已经发生过泄漏的换热器，来寻找是由哪些原因引起的泄漏，然后在此基础上，给出如何使与之相类似的换热器设备保证其密封性的方法。
液压系统水箱中的液体被乳化，或者一个将油与稳定水分开的警报器发出警报，这表明液压系统中的热交换器正在泄露，可能会影响生产效果或使系统停止运转。
常见管壳式换热器的结构及其分类特点
实验一管壳式换热器的认知实验实验目的：（1）熟悉管壳式换热器的整体结构及其类型；（2）熟悉主要零部件的作用及适用场合；（3）熟悉膨胀节的功能及其设置条件。
实验内容管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。
它是实现热流体和冷流体进行热量交换的一种化工行业常用化工设备，两种流体经过换热器后，热流体温度降低，冷流体温度升高，实现热量的传递。
它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占据主导地位。
管壳式换热器是把换热管束与管板连接后，再用筒体与管箱包起来，形成两个独立的空间。
管内的通道及与其相贯通的管箱称为管程（tube-side）；管外的通道及与其相贯通的部分称为壳程（shell-side）。
一种流体在管内流动，而另一种流体在壳与管束之间从管外表面流过，为了保证壳程流体能够横向流过管束，以形成较高的传热速率，在外壳上装有许多挡板。
管壳式换热器的主要零部件：壳体、换热管、接管、法兰连接装置、支座、管箱、折流板、管板、膨胀节等。
换热主要元件是换热管，通常换热管排布形式由正方形和正三角形，换热管与管板的连接方式通常有胀接、焊接、胀焊并用三种方式。
膨胀节的作用是减小管板的温差应力。
折流板是作用为了造成壳程流体扰动，使壳程流体呈“S”形流动，提高壳程介质流速，强化传热；对于卧式换热器，还有支撑管束的作用。
折流板结构形式：弓形和圆环形。
管壳式换热器的分类：1、固定管板换热器其由壳体、管束、封头、管板、折流挡板、接管等部件组成。
结构特点为：两块管板分别焊于壳体的两端，管束两端固定在管板上。
换热管束可做成单程、双程或多程。
它适用于壳体与管子温差小的场合。
优点：结构简单、紧凑。
在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。
缺点：壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时产生温差应力，需在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。
换热器折流板最大间距的 探讨
换热器折流板最大间距的探讨王兰生摘要本文以DN400水－水换热器设计计算为例,说明GB151－89《钢制管壳式换热器》中关于折流板的最大间距应不大于圆筒内直径的规定是不尽合理的,不利于壳程流体压力降的降低,并提出了相应的建议。
关健词折流板最大间距压力降1 问题的提出我们知道，由于管壳换热器的壳程流通截面积通常较管程流通截面积为大，因而除壳程为蒸气冷凝的工况外（冷凝传热系数与流动状态无关），均在壳程设置折流板以提高壳程流体的流速，改变流体的流动方向，使流体沿垂直于换热管中心线的方向流过管束，增加湍流程度，从而提高壳程的传热效果。
同时，折流板对管束又起着支撑作用。
从传热方面考虑，合理的折流板间距不仅应使换热器获得较好的传热效果，以满足给定的传热要求，而且应使壳程的流体压力降不超过允许的最大压力降，以免动力消耗过大。
管壳式换热器工艺设计计算中控制的折流板最小间距为，且不小于50mm。
换热管无支撑的最大折流板间距为171d0.74（d为换1/3～1/2Ds热管外径，mm）。
允许的最大压力降为0.4atm（40.53kPa）[1]。
GB151－89《钢制管壳式换热器》(以下简称GB151)中的3.9.3.2条规定：“折流板的最小间距应不小于圆筒内直径的五分之一，且不小于50mm。
最大间距应不大于圆筒内直径，且满足表3－22的要求”。
表3－22 mm显而易见，GB151规定的折流板最小间距及最大无支撑跨距（防止换热管变形过大和便于安装）与工艺设计基本是一致的，但是却增加了折流板最大间距应不大于圆筒内直径的限制。
这样一来，在管壳式换热器的设计中，就可能会出现工艺专业提出的满足传热要求和压力降限制的折流板间距超出壳体内径，而设备专业由于GB151的规定难以在设计中予以认可的情况。
实际上，笔者在水－水换热器系列的设计中就遇到了这一问题。
下面以DN400水－水换热器的设计计算为例加以说明。
2 设计计算实例2.1 工艺及结构参数文[2]中的水－水换热器系列为国家建筑标准设计，用于一般工业及民用建筑采暖通风系统。
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管壳式换热器中折流板的作用
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
管壳式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、石油、电力等领域。
在管壳式换热器中，折流板是一个重要的组件，其作用
是优化换热效果，提高换热效率。
本文将就管壳式换热器中折流板的
作用进行详细介绍。
一、折流板的功能
1. 提高流体的强迫对流传热作用。
折流板将流体进行了分流和组流，有效增加了流体与管壁之间的接触面积，加强了流体与管壁之间
的传热，从而提高了传热效果。
折流板还可以改变流体的流动方向和
速度分布，增加了流体的对流传热效果。
2. 减少管壳之间的热阻。
在管壳式换热器中，管壁和折流板之间
的热阻是影响传热效果的重要因素之一。
折流板的存在可以将流体分
成多个小流道，减小了流体的流动阻力，降低了热阻，从而提高了传
热效率。
3. 均匀流体温度分布。
通过合理设计折流板的结构和排列方式，
可以有效地改善流体在管壳内的分布情况，避免出现流体温度不均匀
的现象。
这样可以避免管道局部过热或过冷的情况，提高了换热器的
工作效率和稳定性。
1. 弯曲型折流板。
弯曲型折流板通常采用波纹状或波形状的设计，能够有效地增加传热面积，同时还可以引起流体的湍流运动，增强了
传热效果。
2. 梯形折流板。
梯形折流板的结构呈梯形状，能够有效地将流体
进行分流和导流，提高了传热效率。
梯形折流板还可以根据需要调整
板片的倾角和间距，以适应不同的换热条件。
3. 放置型折流板。
放置型折流板通常安装在换热器的内壳内侧，
起到导流和分流的作用，能够有效地提高传热效率。
放置型折流板的
结构简单，安装方便，适用于各种规格的换热器。
三、折流板的设计要点
1. 考虑流体介质的性质。
在设计折流板时，需要考虑流体的性质，包括流速、温度、压力等因素，以确保折流板的结构能够适应流体的
特点，提高传热效率。
2. 合理设计折流板的结构和排列方式。
折流板的结构和排列方式
直接影响传热效果，需要根据具体的换热要求和工况条件，合理设计
折流板的形状、尺寸和间距，以提高传热效率。
3. 注意折流板的材质选择。
折流板的材质应具有良好的耐热、耐
腐蚀性能，能够承受高温和高压的工作环境，保证长期稳定运行。
常
用的折流板材质有不锈钢、碳钢、铜等。
四、折流板的安装和维护
1. 定期检查折流板的状况。
在使用过程中，需要定期检查折流板的结构是否完好，是否存在损坏或变形，及时修复或更换损坏的折流板，以确保换热器的正常运行。
2. 注意折流板的清洗和保养。
定期清洗折流板表面的污垢和沉积物，保持折流板的清洁，避免阻塞导致传热效率降低。
还需要定期对折流板进行防腐涂层处理，延长折流板的使用寿命。
3. 确保折流板的安装位置正确。
在安装折流板时，需要确保其与管道和管壁之间的间距符合设计要求，避免出现间隙或死角，影响传热效果。
折流板作为管壳式换热器中的重要组件，起到了优化传热效果的作用。
通过合理设计折流板的结构和排列方式，可以提高传热效率，降低热阻，实现换热器的高效运行。
定期检查和维护折流板，保持其清洁和完好，能够延长换热器的使用寿命，确保换热器的稳定运行。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！
第二篇示例：
管壳式换热器是一种广泛应用于化工、石油、食品、医药等工业领域的热交换设备，其内部结构复杂，由多种部件组成。
折流板作为管壳式换热器中的重要部件，发挥着至关重要的作用。
折流板是一种安装在管壳式换热器壳体内部的金属板，通常沿着管束方向垂直于管束布置。
它的作用主要体现在阻碍介质流动，促进换热与混合，提高换热效率和流体混合程度等方面。
折流板可以有效地增加介质与管壁之间的流体强制对流换热。
当
介质穿过折流板时，会受到阻挡和转向作用，使得介质的流速增大，
增加介质与管壁之间的相对速度，从而增强了传热强度，提高了换热
效率。
折流板的存在还有利于抑制气泡的生成和减小流体层间的温度
梯度，能够有效地减小换热器的传热面积和体积。
折流板还能够改善介质流动的流态特性，促进介质的混合与均匀
分布。
在管壳式换热器中，介质流动受到壳体的限制而呈螺旋状旋转
流动，流体的不均匀性会对传热性能产生负面影响。
而折流板的引导
作用可以使介质流经管束时受到副流等效应，促使介质的混合，降低
流体的不均匀性，提高了传热效果。
折流板还有助于减小流体在管束中的漂移和旋转，避免局部死角
和流体的返流现象，从而避免传热面的积垢和结垢，延长了设备的使
用寿命和稳定性。
折流板还能够有效地减小换热器的压降，提高了设
备的工作效率和节能性。
第三篇示例：
管壳式换热器是一种常见的换热设备，它通常由管束和壳体两部
分组成。
在管壳式换热器中，折流板是起到非常重要作用的组件之一。
折流板位于换热管束内部，它的主要作用是增加介质间的换热效率和
传热效果，同时还能起到流体混合的作用。
折流板对提高换热效率起到了非常重要的作用。
在管壳式换热器
内部，介质流体通过流经管道时，常常会出现流体壁面附近的流速较
快，而管心部分的流速较慢的情况。
这种不均匀的流速分布会导致介
质在管束内部的流动过程中发生局部的混流和错流等现象，从而影响
整个换热过程的传热效果。
而折流板的引入可以有效地打破流体的不
均匀流速分布，使介质在管束内部的流动更加均匀和稳定，从而提高
换热效率，增加换热器的传热能力。
折流板还可以改善介质间的换热效果。
在传统的管束中，介质流
体通过管道时常常会形成一层较厚的边界层，这层边界层会影响介质
间的传热效果。
而折流板的引入可以有效地打破这种边界层，将介质
间的流体均匀地混合在一起，从而增加介质间的接触面积，加快热量
的传递速度，提高换热效果。
第四篇示例：
管壳式换热器是一种常用的换热设备，在工业生产中具有广泛的
应用。
在管壳式换热器中，折流板是一种重要的组件，它在换热过程
中起着重要的作用。
本文将从折流板的作用、设计原则以及选择注意
事项等方面进行详细介绍。
折流板是管壳式换热器中的一种内部附件，通常安装在壳体内部，用于引导流体流动，并增加换热效率。
折流板可以有效地改变流体在
壳体内部的流动方向和速度，防止管束内过快的流速导致换热效果不
佳或出现局部死区的问题。
折流板还可以将流体分散，有效地增加流
体与管束之间的接触面积，从而提高换热效率。
在设计折流板时，需要考虑一系列的因素，以确保其能够发挥最
佳的效果。
折流板的形状和尺寸需要根据流体性质和流动情况进行合
理规划。
一般来说，折流板的形状可以是平板状、波纹状或环形状等，具体选择应根据具体的换热要求和壳体结构进行。
折流板的布置位置
和数量也是影响换热效果的重要因素，应根据具体的换热需求进行合
理的设置。
折流板与壳体之间的间隙大小也需要注意，过小会影响流
体的流动，过大则会造成流体的泄漏，应根据具体情况进行适当调
整。
在选择折流板时，需要注意一些问题以确保其能够正常运行并达
到预期的效果。
折流板的材质应选用耐腐蚀、耐高温的材料，以保证
其在恶劣工况下的持久使用。
折流板的安装位置应合理，避免与其他
设备或管路发生冲突，以免影响换热效果。
折流板的清洁和维护也是
至关重要的，定期清理和检查折流板可以确保其正常运行并延长使用
寿命。
折流板作为管壳式换热器中的重要组件，对换热效率起着关键的
作用。
合理设计和选择折流板可以提高换热效率，降低能耗，延长设
备寿命。
在使用管壳式换热器时，我们应充分重视折流板的作用，设
计和选择出最适合的折流板，以确保设备的正常运行和换热效果的最
大化。
【2000字】。