固定管板式换热器设计常东旭
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计前言随着我国国民经济的飞速发展，作为国民经济支柱产业的化工、石油化工等工业也在同步发展。
做为一名化工设备维修技术专业的毕业生，“固定管板式换热器”设计是学生在理论学习和生产实践的基础上迈向工程设计的一个转折点。
为了使这次的设计完整、全面、新颖、精湛和实用，我充分利用已有的专业基础知识和实际工作经验，最大限度地发挥自己的潜能，以达到学有所用。
本设计说明书主要有以下两个特点：一．常用的主要管壳式换热器设计及其所用的标准零部件、材料、力学应力分析、核技进行详细的解法、计算。
二．编入本设计说明书的设计用标准规范计算公式、数据、资料等均为可靠。
在设计过程中，参考了大量的有关数据和资料，也得到了学院领导、老师、同学的大力帮助，在此一并表示感谢！由于编者水平有限，设计中难免有不妥之处及错误。
敬请各位读者提出宝贵的意见和建议！目录一. 设计条件 (6)二.摘要 (7)三.计算步骤与内容1.换热管管的设计计算 (8)2.换热器筒体设计计算 (12)3.封头的设计计算 (14)4.压力试验校核 (15)5容器法兰的设计与选择 (16)6换热器管箱设计........................................... .17 7温差应力计算 (18) 8折流板计算 (19)9接管法兰选择 (21)10开孔补强 (21)11支座设计 (23)四.参考文献五.致谢语绪论一、换热器概述及其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。
在过程工业生产中，合理而有效地利用热能是十分重要的。
为了实现工艺无物料间的热量传递，人们常采用各种类型的换热设备，即换热器。
其主要作用是使热量从温度较高的流体向温度较低的流体传递，使流体温度达到工艺指标，以满足工艺过程的生产需要。
目前它是化工、炼油、动力、食品、医药、冶金多个行业部门广泛采用的一种工艺设备。
对于迅速发展的化工、石油化工来说，换热器尤为重要。
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。
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。
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。
固定管板式换热器毕业设计
河北化工医药职业技术学院毕业设计固定管板式换热器设计专业班级学号姓名指导教师成绩摘要换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。
换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。
其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。
固定管板式换热器管束连接在管板上，管板与壳体焊接。
其优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易堵管或更换；缺点是当管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体与管束将会产生较大的热应力，这种换热器适用于壳侧介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。
关键词：固定管板式换热器压力容器目录第一章绪论 (1)1.1货叉与放箱的概念 (1)1.2货叉与放箱的分类 (1)第二章课程设计的内容和要求 (3)2.1课程设计的内容 (3)2.2课程设计的控制要求 (3)第三章硬件系统设计 (4)3.1PLC控制的优点 (4)3.2 PLC的发展 (4)3.3PLC的选型及其特点 (7)3.4所需硬件工具与仪器 (8)第四章软件系统设计 (24)4.1设计思想 (4)4.2PLC端子接线 (4)4.3P LC梯形图 (4)4.4指令程序 (4)第五章系统的安装调试 (25)5.1系统的安装 (25)5.2系统的调试 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第一章绪论化工生产离不开化工设备，化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础，是生产力的主要因素，是化工产品质量保证体系的重要组成部分[1]。
然而在化工设备中化工容器占据着举足轻重的地位，由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，化工容器一般有筒体、封头、支座、法兰及各种容器开孔接管所组成，通常为压力容器，因为压力容器是化工设备的主体，对其化工生产过程极其重要，国家对其每一步都有具的标准对其进行规范，如：中国《压力容器安全技术监察规程》、GB150—1998《钢制压力容器》、GB151—1999《管壳式换热器》等。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计固定管板式换热器（Fixed Tube-sheet Heat Exchanger）是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的设计原理、结构特点，并对其设计流程进行详细阐述。
一、设计原理在换热过程中，热量从高温流体通过管壁传递到低温流体。
高温流体进入管束，从管壁流过，将热量传递给管内的低温流体。
通过多个管束的交叉布置，可以实现大面积的热交换，提高换热效率。
二、结构特点1.管束结构合理：固定管板式换热器采用纵向布置的管束结构，利于流体流动，减小流体的阻力，提高换热效率。
2.管板紧密连接：管板与管束通过焊接或膨胀连接，保证流体不会泄漏或混合。
3.固定件的设计：固定件采用螺栓连接，可以方便地拆卸和维修换热器。
4.壳体结构合理：壳体采用圆筒形状，能够承受较大的内部压力，提供稳定的工作环境。
三、设计流程1.确定设计参数：根据工艺要求和流体性质，确定换热器的设计参数，包括换热面积、热交换系数、流体流量等。
2.确定管子布置方式：根据流体性质和布置空间，确定管子的布置方式，包括并列式、对流式、六边形等。
3.确定壳体尺寸和材质：根据管子的布置方式和流体流量，确定壳体的尺寸和材质，包括内径、壳体长度和壳体材质等。
4.选择管板和固定件：根据壳体尺寸和管子布置方式，选择合适的管板和固定件，包括管板和壳体的连接方式、固定件的材料等。
5.进行换热计算：根据流体性质和换热参数，进行换热计算，计算出换热器的换热效率和流体的出口温度等。
6.进行强度计算：根据壳体结构和管道布置，进行强度计算，确保换热器在正常工作条件下的安全可靠性。
7.绘制制图：根据设计参数和计算结果，绘制出换热器的制图，包括总装图、管束图、壳体图和焊接图等。
8.进行工艺设计：根据设计图纸和工艺要求，进行工艺设计，确定制造工艺和生产工序。
9.进行质量检验：对制造的换热器进行检验，包括外观质量、尺寸精度和焊接质量等。
固定管板式换热器毕业设计论文
固定管板式换热器毕业设计论文固定管板式换热器是一种由管束和固定在壳体内的板组成的设备。
其主要原理是通过壳程流体和管程流体之间的热交换来实现能量的传递。
固定管板式换热器具有结构紧凑、传热效率高等优点，广泛应用于化工、电力、制药等工业领域。
固定管板式换热器通常由壳体、管束、传热板和密封件组成。
壳体是换热器的外壳，具有承压功能，同时也可用于导热油或蒸汽等传热介质的进出口。
管束是固定在壳体内的管道，管子间的间距和相互连接方式不同会影响到传热效果。
传热板用于增加管束的传热面积，提高传热效率。
密封件则用于确保换热器的密封性能，防止流体泄漏。
在设计固定管板式换热器时，需要考虑多个因素，包括传热面积、流体流量、传热效率和压降等。
传热面积的大小直接影响到传热效果，表面积越大，传热效果越好。
流体流量的大小决定了流体在换热器中停留的时间，也会影响到传热效率。
为了提高传热效率，可以采取增加传热面积、增加流体流量或改变换热介质的方式。
固定管板式换热器还可以进行优化设计，以改善其传热性能。
常见的优化手段包括增加换热器的传热面积、改变流体流动方式、优化传热介质的选择等。
此外，还可以通过改变管束的布置方式、调整流体入口和出口的位置等，来改善换热器的流体分布和速度分布，从而提高传热效率。
综上所述，固定管板式换热器是一种常用的换热设备，具有结构紧凑、传热效率高等优点。
通过合理的设计和优化，可以改善其传热性能，满足工业领域对换热设备的需求。
设计固定管板式换热器时需要考虑多个因素，包括传热面积、流体流量、传热效率和压降等。
未来，可以进一步研究换热器的优化设计，以提高其性能，并探索新的应用领域。
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是一种常用的换热设备，具有结构简单、换热效率高、安装方便等优点。
本文将对固定管板式换热器的原理及设计进行详细介绍。
固定管板式换热器的工作原理如下：热流体和冷流体分别经过壳体的进口管道进入壳体内部，然后经过管板的导流作用，使两种流体分别流过管束内部和外部。
这样可以通过管壁的传导和对流进行热量交换，实现热量的传递。
热流体在经过管束内部时，将热量传递给管壁，然后管壁将热量传递给冷流体。
由于热流体和冷流体在管束中是交叉流动的，因此可以实现较高的换热效率。
固定管板式换热器的设计一般涉及到以下几个方面：换热面积的确定、热传导的计算、流体流速的确定、传热系数的计算以及换热器的压降计算等。
换热面积的确定是换热器设计的关键之一、根据具体的换热要求和流体的性质，可以确定合适的换热面积。
一般来说，换热面积越大，换热效率越高，但同时也会增加换热器的体积和成本。
热传导的计算是确定换热器的热传导过程的关键。
可以根据热流体和冷流体的温度差、传热介质的传热系数和管壁的传热系数等参数，计算出热量的传导过程。
流体流速的确定是保证换热器工作效果的一个重要因素。
流速过大会增加流体的压降，降低换热效率；流速过小则会导致传热不充分，同样会降低换热效率。
需要根据具体的应用需求和流体性质，确定合适的流速范围。
传热系数的计算是确定换热器换热效率的另一个关键因素。
通过考虑流体的流速、流动方式、传热介质的物性参数等，可以确定流体的传热系数。
通过传热系数的计算，可以进一步确定换热器的换热效率。
换热器的压降计算是为了保证换热器的正常运行。
通过考虑流体的流速、管壁的摩擦系数、管束的类型等因素，可以计算出流体在换热过程中的压降，以确保流体能够正常地流过换热器。
综上所述，固定管板式换热器是一种常用的换热设备，具有结构简单、换热效率高、安装方便等优点。
在设计固定管板式换热器时，需要考虑换热面积的确定、热传导的计算、流体流速的确定、传热系数的计算以及换热器的压降计算等因素，以保证换热器的正常运行和换热效果的最大化。
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器结构设计固定管板式换热器由管束、壳体和管板三部分构成。
管束由多根直管组成，其中一端焊接或固定在固定管板上，另一端焊接或固定在流体分配器上。
壳体则是一个密封的容器，用于包围管束。
壳体内部设有进出口管道和流体分配器。
管板则是将管束固定在壳体内部的关键部件，其结构设计直接影响到换热器的性能。
在固定管板式换热器的结构设计中，需要考虑以下几个方面。
首先是管束的选型和布置。
根据实际的换热需求和流体的性质，选择合适的管材和管径。
同时，根据流体的流动方式和换热效果的要求，设计合适的管束布置方式，如平行流、逆流或混流等。
管束的布置方式也会影响到管板的结构设计。
其次是管板的材料选择和制造工艺。
管板需要具备足够的强度和密封性能，以保证换热器的正常运行。
一般来说，管板可以采用碳钢、不锈钢、铜合金等材料制造。
制造管板时，一般采用焊接、螺栓连接等工艺。
焊接连接具有强度高、密封性好的优点，但需要保证焊接质量，以免出现焊接缺陷导致泄漏。
再次是管板的结构设计。
管板中需要开设进出口管道和流体分配器，以保证流体的正常进出和分配。
进出口管道通常位于管板的两侧，而流体分配器则位于管板的上部。
流体分配器需要保证均匀分配流体到各个管束，以提高换热效率。
在结构设计中，需要考虑到进出口管道和流体分配器的尺寸、位置和连接方式等因素。
最后是管束和壳体的固定方式。
管束需要牢固地固定在壳体内部，以免发生振动和冲击，影响换热器的安全性和性能。
一般来说，管束可以通过焊接、螺纹连接、悬挂支架等方式固定在壳体内部。
固定方式的选择需要考虑到实际的工作条件和安全要求。
综上所述，固定管板式换热器的结构设计涉及到管束选型和布置、管板材料选择和制造工艺、管板结构设计、进出口管道和流体分配器的设计、管束和壳体的固定方式等多个方面。
在进行结构设计时，需要考虑到实际的换热需求和工作条件，以保证换热器的性能和安全性。
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。
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广泛应用于工业生产中的设备，主要用于传递热能。
其中一种常见的换热器设计是固定管板式换热器。
本文将详细介绍固定管板式换热器的设计原理、优点和应用。
固定管板式换热器是一种结构简单、运行可靠的换热器。
它由多个管束组成，每个管束内部由多个并列的管子通过管板固定。
热源流体和冷源流体分别通过管子的内外表面流经换热器，实现热量的传递。
固定管板式换热器的设计原理基于传热原理。
热量的传导通过固体物体（如管子）的碰撞和振动传递。
具体而言，热源流体通过管子内表面，在管内壁和管子之间进行传热；冷源流体通过管子外表面，在管外壁和管子之间进行传热。
热源流体的温度逐渐升高，冷源流体的温度逐渐降低，两者的温度差越大，传热效果越好。
与其他类型的换热器相比，固定管板式换热器有以下优点。
首先，固定管板式换热器结构简单，制造成本低。
它由少量的零件组成，易于安装和维修。
其管束间的距离相对较大，适合高粘度和易结垢流体的传热，降低了换热器的堵塞风险。
其次，固定管板式换热器运行可靠。
通过合理设计管束的横截面积和布置规则间距，能够提高传热效率并减少压降。
换热器的管束结构紧凑，换热面积大，传热效果好。
同时，管束和管板的材料选择要符合工艺要求，以防止腐蚀和渗漏等问题。
此外，固定管板式换热器适用范围广。
它可用于传递液体、气体和多相流体之间的热能，并且适用于低温、高温和高压工况。
使用不同的材料和结构设计，还可以应对各种特殊环境和工艺需求。
在实际应用中，固定管板式换热器被广泛应用于石油化工、化学工程、食品加工、电力等行业。
例如，在炼油过程中，固定管板式换热器常用于提取和回收废温。
在矿山工业中，它可以用于处理酸碱废液。
在食品加工业中，固定管板式换热器可以用于果汁、奶制品等物料的恒温加热。
在发电厂中，它可以用于余热利用，提高能源利用率。
在设计固定管板式换热器时，需要注意以下几点。
首先，根据具体工艺要求确定换热器的尺寸和换热面积。
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、石油、冶金、电力、制药等行业。
它主要由管束、壳体和管板组成，通过管板上的管束和壳体内的流体进行传热。
本报告旨在设计并分析一台固定管板式换热器的性能。
首先，我们将描述换热器的结构和工作原理，然后详细介绍设计过程中的关键步骤和计算方法，最后分析设计结果并提出改进措施。
二、换热器结构和工作原理固定管板式换热器由壳体、管束和管板组成。
壳体是固定管板式换热器的外部结构，通过壳体两侧的进出口与管板上的管束连接。
管束是由许多平行管子组成，通常采用平行排列的方式，以增加热交换面积。
管板则用于固定管束，并将流体引导到正确的通道。
换热器的工作原理是通过管板上的管束和壳腔中的流体进行传热。
冷流体通过管束的外壁流动，而热流体则通过管束内部流动。
在过程中，热量从热流体传递到冷流体，使得冷流体温度升高，而热流体温度降低。
三、设计过程和计算方法1.确定换热器的工作参数：包括流体的流量、进出口温度和压力等。
2.根据流体的物性参数，计算流体的传热和流动特性：如传热系数、摩擦因子、雷诺数等。
3.根据传热和流动特性，确定管束和壳体的尺寸：包括管外径、管长、管板孔径和壳体尺寸等。
4.根据换热器尺寸，计算热交换面积和压降。
5.根据热交换面积和温度差，计算换热器的传热效率。
四、分析设计结果通过以上的设计过程，我们可以得到固定管板式换热器的性能参数。
根据实际应用需求，我们需要评估换热器的传热效率、压降和可靠性。
传热效率是评估换热器性能的重要指标。
根据设计参数和计算结果，我们可以比较传热效率与设计目标的差距，从而评估换热器的传热性能。
压降是衡量换热器运行能力的指标之一、较大的压降会导致流体流速增加，增加管壁与流体之间的摩擦，从而降低传热效率。
因此，在设计过程中需要考虑压降的大小，并在合理范围内进行控制。
可靠性是评估换热器使用寿命和运行稳定性的指标之一、设计合理的固定管板式换热器应具有较好的抗腐蚀性、耐久性和维修性。
精品文档固定管板式换热器毕业设计说明书
摘要本设计说明书是是针对固液两相流降温换热设计,据要求设计为PN15DN400固定管板式换热器，主要进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。
设计首先根据给定的设计条件确定换热器总体设计方案--设计为三组换热器，然后对于每一级进行具体的设计。
每一级的设计过程为：前半部分为工艺计算，估算换热面积，计算传热系数，计算出实际的换热面积，最后进行压力降和壁温的计算；后半部分则是关于结构和强度的设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如接管、折流板、定距管、管箱等）的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管板厚度的计算、开孔补强计算等。
关键词：固液两相流管壳式换热器管板封头膨胀节Abstracttechnology calculate of Mainly, the process of technology calculate is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area, and then, calculate is about the structure and intensity of the design. This part is just on the selected type of heat exchanger to design the heat exchanger’s components and parts ,such as identify specific size, the the 前言毕业设计是完成教学计划实现专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划中综合性最强的实践性教学环节。
它对提高学生综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力以及培养学生的工作作风、工作态度和处理问题等方面具有很重要的意义。
本次毕业设计的题目是液固两相流降温问题，针对此问题设计了三组换热器。
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器的结构设计摘要换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。
换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。
其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。
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，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。
固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。
管束安装在壳体内，两端固定在管板上。
管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。
换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。
一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。
关键词：换热器；固定管板式换热器；结构；设计The Structural Design of Fixed Tube Plate Heat ExchangerAuthor : Chen Hui-juanTutor : Li HuiAbstractHeat exchanger is one of the most important equipments which is used in the fields of chemical, oil, power, metallurgy, transportation, national defense industry. Its right setting and the improvements of performance play an important role in the rationality o technology, economy, energy utilization and saving, which has a very important impact on the national economy.The type of heat exchanger is various, the different use occasions and the purpose is different.Which are commonly used for the tube shell type structure, because of its simple structure, low cost and wide selection, easy to clean, strong adaptability, the most widely used in various industry departments.Fixed tube plate heat exchanger is a kind of typical structure of tube and shell heat exchanger, also is a kind of heat exchanger is applied more widely. This kind of heat exchanger has simple and compact structure, high reliability, the characteristics of wide adaptability, and the production of low cost, wide range of selection of materials, heat exchange surface cleaning more convenient. Fixed tube plate heat exchanger can operate under high pressure and temperature, therefore, the heat exchanger in high temperature and high pressure and large in its possession of absolute advantage. Fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of shell, heat exchange tube bundle, tube plate, the front tube box (also known as the roof or head) and the back-end structure parts. Tube bundle is installed on both ends of casing, which is fixed on the tube plate. Tube box and the back-end respectively connected to theflange bolts at the ends of the shell structure, maintenance or cleaning for easy disassembly. The merits of the heat exchanger design ultimately depends on whether applicable, economic, safe, flexible and reliable running, convenient maintenance cleaning, etc. A high heat transfer efficiency, compact, low cost, safe and reliable production of heat exchanger, requires carefully considered in the design of all sorts of problems. The accurate thermal design and calculation, but also for intensity and conform to the requirement of process manufacturing level.Keywords:Heat exchanger,Fixed tube plate heat exchanger, Structure,Design目录1绪论.................................................. 错误！未定义书签。
固定管板式换热器整体结构设计
2 固定管板式换热器整体结构设计2.1换热器类型的选择两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度40℃；冷流体（循环水）进口温度30℃，出口温度40℃。
该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁和壳体壁温之差较大，因此初步选定带膨胀节的固定管板式换热器。
2.2 换热器内流体流动空间及流速的确定由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，油品走壳程。
选用的碳钢管5.225⨯Φ，管内流速取sm i 5.0=μ。
2.2.1冷热流体物性数据的确定定性温度：可取流体进口温度的平均值。
壳程油的定性温度为： 90240140=+=T ℃管程流体的定性温度为： 3524030=+=T ℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
油在90℃下的有关物性数据如下： 密度 8250=ρ㎏/m 3定压比热容 KJ c p 22.20=/（㎏·℃） 导热系数 /140.00W =λ（m ·℃） 粘度 s Pa i ∙=000715.0μ 循环冷却水在35℃下的物性数据如下： 密度 9940=ρ㎏/m 3定压比热容 KJ c p 08.40=/（㎏·℃） 导热系数 W 626.00=λ/（m ·℃） 粘度 s Pa i ∙=000725.0μ2.2.2总传热系数的计算（1）热流量)(7.3661032.1)40140(22.2600060000kW kJ t c m Q p =⨯=-⨯⨯== （2）平均传热温度 39304040140ln)3040()40140(ln '2121=-----=∆∆∆-∆=∆t t t t t ℃（3）冷却水用量 32353)3040(08.413200000=-⨯=∆=ipi i t c Q ω（kg/h ）（4）总传热系数K 管程传热系数： 03670000725.09945.002.0Re =⨯⨯==iii i u u d ρ4.08.0)()(023.0iip iii i ii i u c u u d d λρλα=4.08.0)626.06175.208.4()13670(020.0626.0023.0⨯==2731W/（m 2·℃） 壳程传热系数：假设壳程的传热系数2900=αW/（m 2·℃）污垢热阻W C m R si /000344.02∙= WC m R so /000344.02∙=管壁的导热系数)/(45C m W ︒⋅=λ；)/(5.2192901000172.00225.045025.00025.0020.0025.0000344.0020.02731025.01112C m W R d bd d d R d d K s iisiii⋅=++⨯⨯+⨯+⨯=++++=αλα2.3传热面积的计算)(8.42395.219107.36623m t K Q S m=⨯⨯=∆='考虑15%的面积裕度)(2.498.4215.115.12m S S =⨯='⨯=。
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。
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固定管板式换热器设计常东旭沈阳工程学院毕业设计论文专业班级：热能与动力工程学生姓名：常东旭指导教师：付洪亮固定管板式热换器优化设计The Design of the Fitted Tube-SheetExchanger固定管板式换热器优化设计摘要随着石化工业的不断发展，换热器在石化行业设备中占据着重要的地位。
本设计主要针对的是固定管板式换热器，固定管板式换热器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。
在本设计本设计包括四个部分：说明部分；计算部分；绘图部分和翻译部分。
说明部分主要阐述了固定管板式换热器的工艺流程及其在炼油化工生产中的地位，换热器设备及其发展现状和国内外换热器的最新发展趋势，同时介绍了换热器的结构设计，换热器主要零部件结构的设计及压力容器常用材料等。
最后对压力容器的制造，检验和验收等问题也作了简单的介绍。
计算部分中对筒体、管箱、封头、管板、法兰、膨胀节及其他附属设备进行了详细的计算,并对各组成部分的材料，厚度，应力，强度要求，进行了详细的分析，在满足设计要求的同时，以节省的原则对各部件进行了优化。
并对管板兼做法兰的四种危险工况分别进行了校核，使其能在满足在高温高压的要求同时花费最少的成本，拥有最好的质量。
其中有许多部分的设计借鉴了其他的一些先进理论和方法，不但节省了原料，更使换热器的质量得到了技术保证。
以节省能耗与提高使用性能为设计原则，最终满足设计的目的，即低能耗、低成本、高质量。
关键词：固定管板式换热器；换热面积；应力；管板兼作法兰；法兰连接1The Design of the Fitted Tube-Sheet ExchangerAbstractW ith the continuous development of the petrochemical industry, heat exchanger equipment in the petrochemical industry occupies an important position. This design is aimed primarily at a fixed plate heat exchanger tube, fixed tube plate heat exchanger tube is a heat exchanger is the use of partitions so thathigh-temperature fluid and low-temperature fluid for convective heat transfer in order to achieve the heat transfer between materials .During the design of the design includes four parts: that part of it; calculation part; mapping and translation of some parts. Note on some of the majorfixed-plate heat exchanger tube and its application in the process of refining the position of chemical production, heat exchanger and the development of equipment and heat exchangers at home and abroad the latest development trends, at the same time introduced a heat exchanger structural design, heat exchanger design of the structure of the main components and pressure vessels commonly used materials. Finally, pressure vessel manufacturing, testing and acceptance of other issues also made a brief introduction. Calculated in part on the cylinder, control box, head, control panels, flanges, expansion joints and other ancillary equipment to carry out a detailed calculation of the various components of the material, thickness, stress, strength requirements, in detail analysis of design requirements2are met at the same time in order to save the principles of the various components were optimized. Flange and tube sheet of four taking the risk of workers have been checking the status of, respectively, to enable them to meet the requirements of high temperature and high pressure in the least expensive costs at the same time, have the best quality.Most of the designments use advanced technology and method athome and abroad for reference. We not only save material，but also guaranteed the heat exchanger’s quality. Saving energy and improving theusing capability is the principle of the designments and finally satisfies the purpose of the designments，such as spending lower energy and cost and having better quality.Keyword：Fitted Tube-Sheet Exchanger; Exchange area; Strew ; Tube sheet extendedas a flange; Flange coupling3目录1 绪论 (1)2换热器的分类及其工作原理 (2)2.1换热器的分类及其工作原理 (2)2.2换热器的材料 (6)2.2.1 换热器常用钢材 (6)2.2.2 有色金属和非金属 (8)2.3换热器研究现状及发展趋势 (11)3 固定管板式换热器的强度计算 (18)3.1换热器主要零部件的强度计算 (18)3.1.1 换热器壳体壁厚计算 (18)3.1.2 换热器封头的壁厚计算 (18)3.1.3 压力试验及其强度校核 (20)3.1.4 换热器压力容器法兰的选择与计算 (20)3.1.5 选择换热器支座并核算承载能力 (21)3.1.6 管板的选择与尺寸计算 (23)3.1.7 膨胀节的选用与计算 (24)3.1.8 折流板的设计与计算 (26)3.1.9 接管的选择与计算 (27)3.1.10 接管法兰的选择与计算 (28)3.1.11 管箱的选择与计算 (28)3.1.12 拉杆和定距管的选用 (29)3.2换热器各部件的连接方式 (31)3.2.1 管板与壳体的连接 (31)3.2.2 管子与管板的连接 (32)3.2.3 管板与容器法兰的连接 (33)4 换热器设备各部分的设计说明 (35)4.1换热器设备各部分的材料选择 (35)4.1.1 常压容器对材料的基本要求 (35)4.1.2 常压容器钢材的选择 (37)4.2设备制造工艺过程 (39)4.2.1 筒体 (39)4.2.2 管箱 (40)4.2.3 管板 (40)4.2.4 换热管 (40)4.2.5 折流板及支撑板 (41)4.2.6 管束组装 (41)4.3换热设备中换热管与管板的连接 (42)4.3.1 胀接 (42)4.3.2 焊接 (42)4.3.2 胀焊连接 (43)4.3.4 换热管与管板连接方式的选择 (44)4.4换热器的检验 (45)4.4.1 无损检测 (45)4.4.2 焊后热处理 (46)4.4.3 压力测验 (47)4.4.4 换热管与管板连接接头的密封性能检验 (47)4.5换热设备的日常检测与维修 (48)4.5.1 日常检查 (49)4.5.2 换热器腐蚀的防护 (49)4.5.3 换热器的检修 (50)4.6换热器各部分结构的选择 (51)4.6.1 筒体的选择 (51)4.6.2 封头的选择 (52)4.6.3 管箱的选择 (53)4.6.4 管板的选择 (53)5 结论 (54)致谢 (55)参考文献 (56)固定管板式换热器1 绪论固定管板式换热器是目前应用最为广泛的换热设备，几乎在所有的工业领域中都有应用，尤其广泛应用于化工、能源、机械、交通、冶金、动力及航空航天等。
固定管板式换热器的经典结构，管束连接在管板上，管板兼做法兰与壳体焊接。
管板与管箱采用法兰连接。
为了减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置膨胀节，来吸收膨胀差。
固定管板式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最为广泛的应用。
固定管板式换热器具有结构简单、紧凑，能承受较高的压力，可靠性高，易于制造，处理能力大，造价低，选用的材料范围广，管程清洗方便，能承受较高的操作压力和温度，管子损坏时易于堵管或更换等优点，在高温、高压和大型换热器中，管壳式换热器占有绝对优势，研究与开发此类新型的换热器，对工业发展与经济增长具有重大意义。
12换热器的分类及其工作原理2.1换热器的分类及其工作原理按换热设备热传递原理或传热方式进行分类，可以分为以下几种主要形式。
(1)直接接触式换热器这类换热器又成混合式换热器，它是利用冷，热流体直接接触，彼此混合进行换热的换热器。