固定管板换热器的设计
固定管板式换热器设计说明
固定管板式换热器设计说明1.设计原则在设计固定管板式换热器时，应遵循以下原则：(1)合理分配流体的进出口位置，以确保有效的传热。
(2)在满足传热换热要求的前提下，尽可能减小设备的体积和重量。
(3)确保设备结构的牢固性和安全性，以避免泄漏和故障。
2.设计步骤(1)确定换热器的工作条件，包括流体的物理性质、流量、温度和压力等参数。
(2)根据流体的特性，选择合适的换热系数，以及考虑流体侧和壳侧分别允许承受的压力损失。
(3)确定换热面积，一般通过计算来确定，也可以根据经验值进行选择。
(4)根据换热器的尺寸要求和流体特性，选择合适的管子和管板材料，以及密封材料。
(5)进行换热器的结构设计，包括确定管子的布置形式、管子和管板的连接方式等。
(6)进行换热器的强度计算和优化设计，确保换热器的结构稳定和安全。
(7)进行热力学计算，包括确定换热器的传热系数、温度场分布等。
(8)进行换热器的细节设计和施工图纸制作。
3.设计要点(1)管子的选择：根据流体的特性和工艺要求，选择合适的管子材料和规格。
通常使用不锈钢或碳钢管子。
(2)管板材料的选择：根据流体的特性和工艺要求，选择合适的管板材料。
常见的有碳钢、不锈钢和钛材料等。
(3)管子布置形式：通常有正方形布管、三角形布管和菱形布管等形式。
根据流体的特性和传热要求，选择合适的布管方式。
(4)管板和管子的连接方式：通常有焊接、膨胀和机械连接等方式。
根据传热要求和工艺要求，选择合适的连接方式。
(5)密封结构的设计：确保换热器的两边流体不发生泄漏，常用的密封结构有橡胶垫片和金属密封等。
4.设计注意事项(1)确保换热器的流体通道清洁和畅通，避免杂质和沉积物的堆积。
(2)定期检查换热器的工作状态，确保设备的正常运行和安全性。
(3)根据实际情况，采取适当的防腐措施，延长换热器的使用寿命。
(4)根据实际传热要求，选择合适的换热器型号和规格。
综上所述，固定管板式换热器的设计是一个复杂的过程，需要考虑流体的特性、工艺要求、结构稳定性和安全性等因素。
化工原理课程设计-固定管板式换热器
化工原理课程设计-固定管板式换热器
固定管板式换热器课程设计
一、固定管板式换热器介绍
固定管板式换热器是由一系列密封的管子和管板组成的固定式换热器，它是一种高效的传热设备。
固定管板式换热器由管头、管板、管和膨胀节
组成，管板被以阶梯形式安装在壳体内，壳体无特殊要求，可以是钢料或
不锈钢料。
在制造过程中，在管头和管板之间要有一个膨胀节，可以在换
热器的两端安装膨胀节，用于调节管头的压力。
固定管板式换热器的管头有支架结构，管头上的管可以直接在管头上
安装，无需特殊设备，且安装费用便宜。
另外，固定管板式换热器的支架
结构为有利回转，可以一次性安装比较多的管。
换热器的传热面积大，且
不会有结垢的烦恼，这使得固定管板式换热器备受客户青睐。
二、固定管板式换热器实验
1.实验准备
在实验准备阶段，首先要做的就是对实验装置进行检查，在检查过程中，要检查铡管的弯曲度是否符合要求，对膨胀节是否无异常进行检查；
其次把准备好的介质进行油温测试；最后根据测得的油温，调节管头的压力。
2.实验步骤
（1）首先将介质压入换热器，并使用电动泵将介质压入管内，介质
被。
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
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计摘要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、能源、冶金等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的基本原理、设计方法以及注意事项，以帮助工程师们更好地进行换热器的设计。
1. 引言换热器是工业生产中常见的设备之一，用于在不同流体之间进行热交换。
固定管板式换热器由许多平行管道和固定的平板组成，流体通过管道与平板交换热量。
固定管板式换热器具有结构简单、换热效率高的优点，因此在工程实践中被广泛采用。
2. 基本原理固定管板式换热器的基本原理是将两种不同温度的流体分别通过管道和平板，使其在接触的过程中进行热量传递。
其中，管道中的流体称为管侧流体，平板上的流体称为壳侧流体。
管侧流体和壳侧流体之间的热量传递通过壳管之间的壁薄传导、对流传热和辐射传热三种方式进行。
3. 设计方法固定管板式换热器的设计需要考虑多个因素，包括流体特性、传热系数、温差、压降等。
下面将介绍设计固定管板式换热器的基本步骤：3.1 确定换热面积换热面积是固定管板式换热器设计中的重要参数，一般需要根据具体的工况来确定。
常用的方法包括热负荷法、流体物性法等。
3.2 确定壳体和管子的尺寸壳体和管子的尺寸设计需要考虑流体的流速、壳体和管子材料、压力等因素。
在设计过程中需要保证壳体和管子的强度和密封性。
3.3 确定流体的流量流体的流量是固定管板式换热器设计过程中的另一个重要参数，可以通过工况和传热系数来确定。
流体的流量决定了换热器的尺寸和性能。
3.4 计算传热系数传热系数是固定管板式换热器性能的关键参数。
传热系数的计算需要考虑流体的性质、流速、壳侧和管侧的传热方式等。
3.5 设计壳侧和管侧流体的流动方式壳侧和管侧流体的流动方式直接影响换热效果。
常见的流动方式包括并流、逆流和交叉流，选择合适的流动方式需要考虑流体的性质、压降等因素。
4. 注意事项设计固定管板式换热器时需要注意以下几点：•确保换热器的结构强度和密封性，避免泄漏和破裂的情况发生；•流体的选择和流量的确定需结合具体工况，合理选择流量和流速；•传热系数的计算需考虑流体的性质、壳侧和管侧的传热方式等因素；•确定壳侧和管侧的流动方式时，需综合考虑流体的性质、压降等因素。
钢制列管式固定管板换热器结构设计手册
钢制列管式固定管板换热器结构设计手册钢制列管式固定管板换热器是一种常见的换热设备，常用于化工、石油、制药等行业中的热交换过程。
下面是钢制列管式固定管板换热器结构设计手册的相关参考内容：一、引言1.1 设计目标：介绍钢制列管式固定管板换热器的设计目标，包括换热效率、压降、耐压能力等。
1.2 设计依据：列出设计所依据的国家标准、行业规范和相关技术要求。
二、钢制列管式固定管板换热器概述2.1 结构类型：介绍钢制列管式固定管板换热器的基本结构和组成部件，包括管束、固定管板、壳体等。
2.2 工作原理：详细描述换热器的工作原理，包括流体流动路径、热交换过程等。
2.3 应用范围：列举钢制列管式固定管板换热器的主要应用领域和工况条件。
三、设计计算3.1 换热器尺寸计算：以给定的换热面积和流体参数为基础，计算换热器的尺寸，包括壳体内径、管束长度等。
3.2 管板和管束的布置：设计管绞口的位置和数量，确定管束在壳体中的布置方式。
3.3 板间支撑：介绍板间支撑的设计原则和布置方式，确保管束的稳定性和承压能力。
3.4 温度和压力设定：根据工作条件和材料的耐受能力，确定换热器的设计温度和设计压力。
四、工艺流程和材料选型4.1 工艺流程：详细描述换热器的制造工艺流程，包括加工、焊接、组装等环节。
4.2 材料选型：介绍换热器壳体、管束、管板等主要部件的材料选型，考虑材料的耐腐蚀性、耐压能力和可焊接性。
五、结构设计5.1 壳体设计：包括壳体的结构类型、材料选型和强度计算等。
5.2 管束设计：确定管束的尺寸、材料选型和支撑方式，以确保管束在工作条件下的稳定性和换热效率。
5.3 固定管板设计：确定固定管板的尺寸、材料选型和布置方式，以保证管束和管板之间的紧密度和承压能力。
5.4 密封设计：考虑换热器在工作过程中的温度和压力变化，设计适当的密封装置，确保换热器的密封性能。
六、安全性分析和性能验收6.1 安全性分析：对换热器在不同工况下的安全性进行分析，包括压力容器强度计算、应力分析等。
固定管板换热器设计
公称直径
DN
公称压力
PN
法兰，mm
螺柱
D
d
规格
数量
1000
0．6
1130
1090
1055
1045
1042
48
23
M20
36
图3-2容器法兰（图面形式）
(6)压力容器法兰标记为：法兰-FM1000-0.6JB/T 4703-2000
5
管程工作压力为0.1,可算管程的设计压力Pt=1.1Pw=0.11MPa(取管板的公称压力为0.6MPa)的管板，材料为16Mn。
≥20
3～9
10～18
≥20
直边高度h
25
40
50
25
40
50
3
根据公式确定水压试验压力：
再根据公式校核壳体强度：
钢板在试验压力下的屈服极限 MPa
可计算出：
由于 ,所以液压试验时壳体强度满足要求。
4.
(1)由壳体的设计压力 =0.11MPa,按照设计压力 公称压力的原则,就进确定法兰公称压力为0.25MP,为保证安全，所以就进提高一个公称压力等级，暂定法兰公称压力为0.6MPa。
膨胀节的型式较多，通常有波形膨胀节、平板膨胀节、 形膨胀节等。而在生产实践中，应用最多的，最普遍的是波形膨胀节。
根据GB151-1999附录F的计算方法进行换热管壁温的计算，从设备的具体操作情况，可以假定K、 、q和a保持不变，进行简化计算：
热流体的平均温度 为：
冷流体的平均温度 为：
则： 即换热管壁温为50 。
(1)接管法兰的公称直径DN=150mm。
课程设计报告-固定管板式换热器
课程设计报告-固定管板式换热器一、引言：固定管板式换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、能源、石油、食品、制药等行业。
本文将对固定管板式换热器进行详细介绍和设计，并分析其工作原理、热力学性能以及设计参数的选择。
二、固定管板式换热器的工作原理：固定管板式换热器由壳体、管板和换热管组成。
冷却流体和加热流体通过换热管流动，并通过管壁传递热量。
热量的传递过程是通过流体流动、壳体与管壁的传热、对流以及传递到另一侧流体的传热等多个过程完成的。
三、固定管板式换热器的热力学性能分析：1.效能：固定管板式换热器的效能是指实际换热量与理论换热量之比，是衡量换热器性能的重要指标。
通过对固定管板式换热器材料、结构、流体流动状态等因素的优化设计，可以提高换热器的效能。
2.压降：固定管板式换热器在流体流动过程中会产生压降，压降的大小会影响流体的流速和能耗。
设计过程中需要根据具体要求和条件，选择合适的换热器材料和结构，合理控制压降。
3.温差：固定管板式换热器的冷却流体和加热流体在换热过程中温度会有一定的变化。
设计时需要根据使用要求，合理选择流体的进口温度和出口温度，以获得最佳的换热效果。
四、固定管板式换热器的设计参数选择：1.材料选择：固定管板式换热器的材料应具有良好的耐腐蚀性和导热性能，常用材料有不锈钢、碳钢、钛合金等。
根据要处理的介质和工作条件选择合适的材料。
2.流动方式选择：固定管板式换热器的流体可以采用单相流动、二相流动或多相流动。
根据介质的物理性质和换热要求选择合适的流动方式。
3.传热和传质系数计算：根据换热器各部分的材料和结构参数，计算传热和传质系数，以确定设计参数。
4.尺寸和布置设计：根据换热器的换热量和节流率，确定管子的尺寸和长度，以及板式换热器的布置方式。
五、实验设计和结果分析：为验证固定管板式换热器的性能和设计参数的选择，设计了一组实验，以测量换热器的效能、压降和温差等指标。
通过实验数据的分析，可以得出换热器的实际性能与设计参数的相关性，并对设计参数进行优化。
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。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计
设计步骤如下：
1.确定设计参数：首先确定流体的流量，温度和物理性质，包括流体
的导热系数，比热容和粘度等。
2.确定传热面积：根据需要传热的量和流体的物性参数，计算换热器
的传热面积。
通常，传热面积与流体流量成正比。
3.确定传热模型：根据流体的特性和换热器的结构，选择合适的传热
模型。
常见的传热模型有平行流、逆流和交叉流。
4.选择管板类型：根据流体流动的要求和换热效果的要求，选择合适
的管板类型。
常见的管板类型有单通道管板、多通道管板和蜗杆式管板等。
5.计算和选择换热器的尺寸：根据传热面积和流体流量，计算出换热
器的尺寸，包括管长度，管径和管板间距等。
6.计算并分析换热器的性能：根据设计参数和尺寸，计算换热器的传
热效能和传质效能，评估换热器的性能。
7.优化设计：根据换热器的性能和使用要求，对设计进行优化。
可以
调整管子的长度、管子的密度、管子的材质等参数，以提高换热器的性能。
8.制定设计文件：根据设计结果，制定设计文件，包括换热器的尺寸
图纸、材料清单和施工工艺等。
在设计过程中，需要考虑一些特殊情况，如换热介质的腐蚀性、高温
高压条件下的安全性等。
此外，还应遵守相关的设计规范和标准，确保换
热器的设计符合要求。
总之，固定管板式换热器的设计是一个复杂而关键的过程，需要考虑各种因素。
只有通过科学合理的设计，才能保证换热器的高效运行和安全可靠。
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器结构设计一、固定管板式换热器的基本结构固定管板式换热器主要由管束、上下法兰和固定管板组成。
其中，管束是固定在管板上的换热管道系统，上下法兰用于支撑管束并连接换热介质的进出口管道，固定管板则起到固定管束位置、分流换热介质以及增强传热效果的作用。
1.管束管束是固定管板式换热器中最重要的组成部分，它由一系列平行排布的管道组成，通常使用金属材料制造，如不锈钢、碳钢等。
管束的形状通常为圆形，也可以为其他形状，如方形、椭圆形等，根据具体的换热需求进行设计。
2.上下法兰上下法兰用于固定管束，支撑装置并连接进出口管道。
上下法兰通常由金属材料，如碳钢、不锈钢等制成，并通过螺栓紧固连接。
3.固定管板固定管板固定在上下法兰之间，起到固定管束的作用。
它通常由金属材料制成，如碳钢、不锈钢等。
固定管板上通常设有进出口口径，用于引入和排出换热介质。
二、固定管板式换热器的结构设计要点1.管束的布置方式：管束的布置方式对换热器的传热效果有很大影响，一般有平行布置、三角布置和斜置布置等多种形式。
根据具体的换热需求和介质特性，选择合适的管束布置方式。
2.固定管板的设置：固定管板上通常需要设置进出口口径和支撑管束的装置。
进出口口径直径的选择需要根据换热介质的流量和压力降进行计算，同时需要考虑安装管件的方便性。
支撑管束的装置可以采用刷板、角钢或特殊形状的支撑装置。
3.法兰连接：固定管板式换热器的法兰连接通常选择标准型，常见的有RF型、FF型和FM型。
法兰连接应符合国家标准和行业规范，保证连接的紧密性和安全性。
4.板的材质选择：固定管板通常选择金属材料，一般使用的材质有碳钢、不锈钢、钛合金等。
材质的选择需要考虑介质的腐蚀性、温度、压力等因素。
此外，固定管板的厚度也需根据换热介质的流量和压力降进行计算。
5.密封方式：固定管板式换热器的密封通常采用软密封或金属密封。
软密封方式通常使用橡胶垫圈或密封胶条，金属密封方式则使用金属垫片或波纹管。
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换热器是一种常见的热交换设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质中。
换热器的设计是非常重要的，不仅要满足传热效率的要求，还要具备可靠性、经济性和安全性等方面的考虑。
本文将介绍一种常用的换热器设计，固定管板式换热器，并从设计原则、结构特点、材料选择以及性能优势等方面进行详细阐述。
1.设计原则：固定管板式换热器的设计原则是在满足传热效率和流体阻力的基础上，尽量降低构造成本。
设计时应根据传热介质的性质、流体流动状态、流体温度和压力等因素进行综合考虑。
2.结构特点：固定管板式换热器由壳体、管板、管束和支承构件等组成。
壳体一般采用无缝钢管制成，具有良好的密封性和强度。
管板作为连接壳体和管束的组件，一般由很多孔洞组成，用于支撑管束和分开流体。
管束由很多平行排列的管子组成，用于传递热量。
支承构件一般由支座和支撑脚等组成，用于支持整个换热器。
3.材料选择：固定管板式换热器的材料选择需要考虑介质的化学性质、温度和压力等因素。
常用的材料有碳钢、不锈钢、铜合金等。
碳钢具有良好的强度和耐腐蚀性，在一般工况下使用较为广泛。
不锈钢具有良好的抗腐蚀性，适用于一些特殊介质的传热。
铜合金具有良好的导热性能和抗腐蚀性能，适用于一些高温高压的工况。
4.性能优势：固定管板式换热器具有以下几个性能优势：(1)传热效率高：由于管子与壳体内壁接触面积大，传热效率高，能够有效地实现热量的传递。
(2)结构紧凑：固定管板式换热器采用垂直布管，占地面积小，适用于空间有限的场所。
(3)易于维护：由于固定管板式换热器的结构相对简单，维护和清洁相对容易。
(4)适应性广：固定管板式换热器适用于不同的工况，可以满足各种介质的传热要求。
总之，固定管板式换热器是一种常用的热交换设备，设计时需要综合考虑传热效率、流体阻力、成本和可靠性等因素。
通过合理的结构设计和材料选择，可以提高换热器的性能，并满足不同工况下的需求。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计摘要在工业生产中，为了适现物料之间热量传递过程中的一种设备，统称为换热器，它是化工炼油，动力，原子能和其它许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速发展的化工，炼油等工业生产来说，换热器尤为重要，换热器随着使用目的的不同可以把它分为：热交换器，加热器，冷却器，冷凝器，蒸发器和再沸器等。
本设计的主要任务是完成满足某一生产要求的管壳式换热器，它是属于列管式换热器的一种，是利用间壁使高温流体和低温流体进行对流传热从而实现物料间的热量传递。
换热器的工艺设计计算有两种类型，即设计计算和校核计算，包括计算换热面积和造型两方面。
设计计算的目的是根据给定的工作条件及热负荷，选择一种适当的换热器类型，确定所需的换热面积，进而确定换热器的具体尺寸。
校核计算的目的则是对已有的换热器校核它是否满足预定要求，这是属于换热器性能计算问题。
无论是设计计算还是校核计算，所需的数据包括结构数据、工艺数据和物性数据三大类。
其中结构数据的选择在换热器设计中最为重要。
对于列管式换热器的设计包括壳体型式、管程数、管子类型、管长、管制排列形式、折流板型式、冷热流体流动通道等方面的选择。
工艺数据包括冷热流体的流量、进出口温度、进口压力、允许压力降及污垢系数。
物性数据包括冷热流体在进出口温度或定性温度下的的密度、比热容、粘度、导热系数等。
本设计针对苯冷却的问题设计一换热器。
本设计包括三个部分：说明部分；计算部分；绘图部分。
本任务书主要是说明部分。
说明部分主要是通过对兰州地区水资源情况、常年气温情况、水价、水质等综合考虑，最后确定冷却水的用量、进出口温差等及最后的产品说明书，说明了此换热器的工作环境，工作条件，适用范围及技术要求等。
计算部分主要是针对说明部分的分析进行相应的计算，主要是对针对所选的换热器在满足生产要求的情况下进行工艺核算，最大可能的减小投入和增加收益，本设计就是为完成以上任务而进行的计算。
绘图部分主要是遵照计算的要求在绘图纸上按照一定的比例要求把所设计的换热器反映到图纸上来，同时要反映出管口方位以及所使用的部件的材料，规格等。
固定管板式换热器设计说明书
固定管板式换热器设计说明书一、设计背景与要求二、设计原理固定管板式换热器由固定的管束和管板组成，通过管束内的流体和管板外的流体之间的传热，实现热能转移。
其主要设计原理为热量的对流传递和热量的传导传递。
设计时需要根据流体的性质和要求确定换热系数和传导热阻，并通过计算和优化得出合理的设计。
三、操作参数1.温度：设计时需要确定换热器的设计工作温度范围，包括入口和出口温度，以及最大温度差。
2.压力：设计时需要确定换热器的设计工作压力范围，包括入口和出口压力，以及最大压力差。
3.流量：设计时需要确定流体的流量和流速，以便计算换热器的传热能力。
4.材料：选择合适的材料以满足操作参数和流体性质的要求。
四、结构特点1.管束：固定管束的结构形式多种多样，包括普通绕管式、螺旋绕管式、折流板绕管式等。
设计时需要根据传热效果和结构特点选择合适的管束类型。
2.管板：固定管束通过管板支撑和固定，管板的结构形式多样，包括单管板和多管板。
设计时需要考虑流体的流动和换热效果，选择合适的管板形式。
3.密封：固定管板式换热器的密封性能直接影响其工作效果，设计时需要充分考虑密封结构和材料，确保换热器的可靠性和密封性。
4.清洗：固定管板式换热器的管束和管板之间的间隙较小，难以进行清洗和维护。
设计时需要充分考虑清洗装置和维护便利性，保证换热器的正常运行。
五、设计方案1.确定操作参数：根据实际应用需求和流体性质，确定换热器的操作参数，包括温度、压力、流量等。
2.选择管束类型：根据传热效果和结构特点，选择合适的管束类型，包括普通绕管式、螺旋绕管式、折流板绕管式等。
3.设计管板形式：根据流体的流动和换热效果，选择合适的管板形式，包括单管板和多管板。
4.确定密封结构：根据换热器的工作要求，选择合适的密封结构和材料，确保换热器的可靠性和密封性。
5.考虑清洗装置：充分考虑清洗装置和维护便利性，确保换热器的清洗和维护工作能够顺利进行。
六、施工与使用1.施工流程：根据设计方案，进行换热器的制造和安装，确保施工质量和进度。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计第一章.设计方案概述和简介一、概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。
化工生产中换热器的使用十分普遍，由于物料的性质、要求各不相同，换热器的种类很多。
了解各种换热器的特点，根据工艺要求正确选用适当类型的换热器是非常重要的。
按照热量交换的方法不同，分为间壁式换热器、直接接触式换热器、蓄热式换热器三种。
化工生产中绝大多数情况下不允许冷、热两流体在传热过程中发生混合，所以，间壁式换热器的应用最广泛。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体温度较低，吸收热量。
换热器在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中都有广泛应用，且它们是上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位二、列管式换热器的分类1、 U型管换热器U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。
管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。
U型管式换热器的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，运行可靠；管束可以抽出，管间清洗方便。
其缺点是管内清洗困难；由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。
此外，其造价比管定管板式高10%左右。
2、固定管板式换热器固定管板式换热器主要是由筒体、封头、管板、换热管、管箱、折流板及法兰等组成，管束两端固定在管板上，管板和筒体之间是刚性连接在一起，相互之间无相对移动，换热器结构简单、制造方便、造价较低；在相同直径的壳体内可排列较多的换热管，而且每根换热管都可单独进行更换和管内清洗；但管外壁清洗较困难。
当两种流体的温差较大时，会在壳壁和管壁中产生温差应力，一般当温差大于50摄氏度时就应考虑在壳体上设置膨胀节以减小温差应力。
但当管、壳温差大于70摄氏度时，壳程压力超过0.6Mpa时，导致膨胀节过厚失去温差补偿作用。
固定管板式换热器
固定管板式换热器的设计学生：库勇智，化学与环境工程学院指导教师：王小雨，江汉大学摘要换热器是用来在流体间交换热量的装置，在化学专业中具有非常重要的地位，被使用于化工各行业中。
由于其中固定管板式换热器管板和壳体是一体构造，具有构造简单、造价十分廉价的优点，所以被普遍的使用。
这篇设计说明书上面着重说明了换热器的换热面积、各个设计压力和设计温度以及接收等数据参数。
根据上面所给的数据和换热器类型来对换热器的各个零部件，即换热管根数，尺寸、排列方式，壳体和管箱、封头等等，最后校核、压力试验，根据工艺构造选出材料，最后作图。
本设计说明书的每一局部都是完全参照GB150-2021?压力容器?和GB151-2021?热交换器?中固定管板式换热器的有关标准来计算、校核和选型的。
关键词管壳式换热器；固定管板式换热器；加热器AbstractHeat exchanger is a device for exchanging heat between the fluids and in chemistry has a very important position, is used in the chemical industry. Because of the fixed tube plate heat exchanger tube plate and the shell is an integral structure, with has the advantages of simple structure, low cost advantages, so be widely use.The design specification above illustrates the change of the heat exchange area of the heat exchanger, each design pressure and temperature and over data parameters. According to the data given above and the heat exchanger type heat exchanger parts, i.e. the heat exchange tube number, size, arrangement, shell and tube box, head, and so on, finally checking, pressure test, selected according to process structure materials. Finally, drawing.The design specification is strictly according to GB150-2021< pressure container > and heat GB151-2021< exchanger is > fixed tube plate heat exchanger of the relevant provisions of the calculation, selection and checking.Key wordsShell and tube heat exchanger ；fixed tube heat exchanger ；heater目录摘要--------------------------------------------------------1 目录--------------------------------------------------------3 符号说明------------------------------------------------------5 第一章绪论---------------------------------------------------6 第1.1节换热器的分类-----------------------------------------6 第1.2节固定管板式换热器的特点-------------------------------6 第二章换热器的工艺设计---------------------------------------7 第2.1节各部件的材料-----------------------------------------7 第2.2节换热器的工艺条件-------------------------------------7 第2.3节估算设备尺寸-----------------------------------------8第三章构造强度设计与校核------------------------------------9 第3.1节壳体和管箱的厚度计算--------------------------------9 封头的计算------------------------------------------11垫片------------------------------------------------12第3.4节螺栓------------------------------------------------12 第3.5节法兰------------------------------------------------13 第3.6节开孔补强的计算--------------------------------------14 第3.7节压力试验--------------------------------------------15 第四章零部件的选型-----------------------------------------16 第4.1节换热管的型式和尺寸----------------------------------16 第4.2节折流板----------------------------------------------17 第4.3节定距管和拉杆----------------------------------------18 第4.4节防冲板----------------------------------------------19 第4.5节接收------------------------------------------------20 第4.6节管箱------------------------------------------------22 第4.7节管板的构造尺寸--------------------------------------22 第4.8节封头------------------------------------------------23 第4.9节螺栓的选型------------------------------------------24 第4.10节鞍座的选取-----------------------------------------24 第五章换热器的连接形式-------------------------------------26第5.1节传热管与管板的连接----------------------------------26 第5.2节管板与壳体的连接------------------------------------27 管板与法兰的连接------------------------------------28第六章换热器的制造、检验及安装-----------------------------28 第6.1节总体制造工艺----------------------------------------28 第6.2节筒体的制造------------------------------------------29 第6.3节封头的制造------------------------------------------30 第6.4节管板的制造------------------------------------------31 第6.5节管束的制造------------------------------------------31 第6.6节折流板的制造----------------------------------------32 第6.7节换热器的质量检测------------------------------------32 第6.8节装配------------------------------------------------32 第6.9节油漆、包装------------------------------------------33 总结---------------------------------------------------------34 致谢---------------------------------------------------------34 参考文献-----------------------------------------------------35符号说明第一章绪论换热器的工作原理是换热器中管程、壳程流体由于温度不同而产生热交换，流体来到达升高或降低温度的目的。
固定管板式换热器设计说明
固定管板式换热器设计说明设计说明：固定管板式换热器一、引言固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于工业领域的热交换过程中。
它由管束、管板、外壳、支撑件、密封件等组成，可用于液体-液体、气体-气体、气体-液体和气体-固体等多种介质之间的换热。
本设计说明将详细介绍该换热器的设计要求、结构特点、性能计算及选型等内容。
二、设计要求1.设计压力：根据实际使用条件和介质特性确定设计压力，确保换热器在工作条件下安全可靠。
2.设计温度：根据介质的最高工作温度和最低工作温度，确定设计温度范围。
3.热传导系数：根据介质的热传导特性，选择合适的管材和板材，确保换热器具有良好的传热性能。
4.流体速度：根据介质的流动性质和换热需求，确定流体在管内和管外的速度范围，避免过高或过低的速度对换热效果的影响。
5.密封性能：选用合适的密封件材料和结构，确保换热器在工作条件下密封可靠，避免介质泄漏。
6.清洁性能：设计合理的结构和管板间距，方便清洗和维护，确保换热器在长期使用后能够保持良好的换热效果。
三、结构特点1.管束：选用高热传导性能的金属管材，如不锈钢、铜、铝等，通过滚压、扩管等工艺加工成合适的形状，提高换热效率。
2.管板：根据换热器的设计要求和介质流动情况，设计合理的管板布置，确保介质在管内和管外的流动均匀，最大限度地提高传热效果。
3.外壳：选用耐腐蚀、耐高温的材料制作，通过焊接、搭接等工艺连接，确保换热器在高温、高压下的使用安全。
4.支撑件：根据换热器的尺寸和重量确定支撑件的数量和材料，确保换热器的稳定性和可靠性。
5.密封件：选用符合工作条件的耐温、耐腐蚀的密封件，通过预紧、密封等工艺确保换热器的密封性能。
6.清洁孔：在设计过程中合理设置清洁孔，方便清洗和检修，保证换热器的长期使用效果。
四、性能计算1.传热计算：根据换热器的换热管内径、管外径、管长、管板间距、流体流速等参数，使用传热计算软件进行传热计算，得到换热器的传热面积、传热系数等参数。
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固定管板换热器的设计
作者：谢晓宇唐维维
来源：《科学与财富》2019年第18期
摘要：换热器是进行热交换操作的通用设备，广泛应用于化工、石油、医药和制冷等行业。
本文对固定管板换热器的设计进行分析。
关键词：固定板；换热器；设计
引言
固定管板式换热器具有结构紧凑、承压能力强、换热效率高等优点，但当管束材料的线膨胀系数或管壳程温差较大时会产生局部热应力，影响管板与换热管间的连接密封性。
管板是其换热器主要的承压元件，换热管、管箱、筒体等构成复杂的弹性体系。
一、换热器概述
换热器是在实际工业生产中用于物料之间进行热量交换的换热设备，在大型化工厂以及石油化工企业中广泛应用，通过各种换热器的组合，高效地利用各种流体的能量，使产品的单位能耗下降，由此可以通过生产成本的降低来得到更为高效的经济效益。
最近几年，国家对能源需求不断提高，节约能源成为时代主流，对于换热器节约能源的要求也与日俱增。
为响应国家号召，对于换热器新的结构设计和增大传热面积，高效利用能源的研究蓬勃发展，一些新研发的换热器被应用到实际生产中。
二、换热器的选择
换热器按照结构形式可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器；U形管换热器；填料函式换热器等。
固定管板式换热器主要零部件有壳体、管箱、管板、换热管、法兰、封头等一系列，结构简单，制造成本低，应用较为广泛。
固定管板式换热器特有优点：1）旁路渗流维持在较低水平；2）用料较少，制造成本低廉；3）不易发生内部泄漏；4）换热面积大，较浮头式换热器换热面积提高20%～30%。
本设计中介质为，水与水蒸气，无明显相变和腐蚀性流体，故本设计采用固定管板式换热器。
三、固定管板换热器传热效率设计
设计人员在对固定管板换热器进行设计的过程中，除了需要按照相关的规定来布管外，更要考虑到换热器的传热效率。
影响换热器传热效率因素包括介质流动线路与防短路设置，折流板间距，壳体与管束进、出口结构设计以及壳程接管进、出口处流通面积。
首先要求设计人员
严格相关工艺设计参数来确定介质在换热器内的流速，然后再根据流速状况对折流板弓高以及间距进行设计，从而提高传热效率。
3.1介质流动线路与防短路设置
设计人员在对固定管板换热器进行设计的过程中，只需要严格按照相关的规范来确定壳程圆筒与折流板之间的间隙距离，便能显著地避免出现介质短路的状况。
一般来说，设计人员为了改变介质的流动方向，会对壳程介质中的流动路线采用弓形折流板的方式，主要目的在于其能垂直于管束流动，从而能够在应用的过程中获得较好的传热效果。
而折流板的弓形缺口大小能够在一定程度上对介质流动阻力造成影响，相关规定中对弓高尺寸的范围规定为圆筒内直径的0.20倍～0.25倍。
但在设计的过程中不可在此范围内任意地选取。
这是由于，若选取值过小，会导致在壳体中增加介质的流速。
尽管可能会在一定程度上提高传热系数，但会增加流动阻力及压力降，造成在各项工艺参数不变的情况下介质通过壳程的流量减小，这就要求设计人员在结构设计的过程中将其压降控制在工艺设计要求范围内。
若取值过大，则会在一定程度上增加流体停滞区，并且缩小换热管的有效换热长度。
因此，设计人员在设计折流板需要切除的弓高时，必须通过精准的计算来决定。
3.2折流板间距
折流板间距的大小也会在一定程度上影响传热效率。
若折流板间距过小，則会在一定程度上增加壳程介质的流速，从而能够有效地提高传热系数，但也会造成泄漏量增加，从而增大压降。
因此，设计人员在设计时需要考虑传热与压降的均衡性。
一般来说，折流板间距不得低于30%Di。
若折流板间距过大，则会在一定程度上增加壳程介质的轴向流，从而进一步扩大介质在壳体内的流体停滞区，最终减小换热器的有效传热长度。
相关的标准规定，折流板最小间距一般不得低于圆筒直径的1/5，且控制在50mm以上。
因此，设计人员要根据产品的具体情况进行合理规定，最为合理的方式是通过折流板缺口处的纵向流通面积来确定。
一般来说，折流板缺口轴向流通面积需要大于或等于纵向流通面积。
3.3壳体与管束进、出口结构设计
设计人员在设计的过程中需要按照相关规定来对壳体进、出口面积进行准确计算，若在设计的过程中发现进、出口面积小于进口接管的流通面积，则表明此项结构设计不合理。
并且也说明，壳程介质在壳体进、出口处具有较大的流动阻力，造成流动不畅通，增加了流速，从而影响传热效率。
这就要求设计人员对结构进行重新设计，直至进、出口面积大于或等于进口接管的流通面积。
设计者可以对进、出口布管方式进行调整，并且适当减少布管的数量。
但如果大量减少换热管数量，仍无法满足相关工艺的要求，则需要通过加大壳体公称直径以及换热管长度等方式来合理安排壳体进、出口面积与进口接管的流通面积。
3.4壳程接管进、出口处流通面积
设计人员在设计的过程中需要严格按照壳程进、出口接管与折流板的位置来确定壳程接管的进、出口流通面积。
若发现壳程进口流通面积小于进口接管流通面积，则需要流体进入热换器后增大流速；若壳程出口流通面积小于进口接管流通面积，则说明壳程介质的流通出现不畅通状况，便会对传热效率造成影响。
这时，设计人员需要对结构进行重新设计，对进、出口处折流板与管板之间的间距进行调整，以此来改变壳程进、出口接管与折流板的位置。
四、案例验证
本公司采购的一台换热器，其相关的参数如下：换热管长度为7500mm，壳程为30%盐水，折流板间距为300mm，弓高为400mm，换热管为15.8mm，管中心距离为20mm，布管数量为2780根，壳程进、出口接管公称直径为450mm，接管规格为480mm×10mm。
换热器投入实际应用中发现整个系统达不到设计相关要求，具有较低的效率。
由于采用的设备没有防冲挡板，而根据其布管数量可以得知，DL=1180mm，h=（1200-1180）/2=10.0mm，F1与F2为1.0，管间距S=20mm，换热管外径d0=16.0mm。
进、出口流通面积为：AS=460×10.0×π+（460×π/4）×（20-16.0）/（12×1）=144560mm2。
壳程接管进、出口流通面积为：Ad=（460/2）2π=166190 mm2。
As
五、结束语
设计人员在设计固定管板换热器壳程接管的过程中，需要严格相关工艺设计参数来确定介质在换热器内的流速，然后再根据流速状况对折流板弓高以及间距进行设计，以此来获得最佳的传热效果。
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