换热器设计中平盖厚度的合理计算
(完整版)换热器热量及面积计算公式.doc
换热器热量及面积计算一、热量计算1、一般式Q=W h（H h,1- H h,2）= W c（H c,2- H c,1）式中：Q 为换热器的热负荷， kj/h 或 kw ；W 为流体的质量流量， kg/h；H 为单位质量流体的焓， kj/kg ；下标 c 和 h 分别表示冷流体和热流体，下标 1 和 2 分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化Q=W h c p,h(T1-T2)=W c c p,c(t2-t1)式中：c p为流体平均定压比热容，kj/(kg.℃)；T为热流体的温度，℃；T为冷流体的温度，℃。
二、面积计算1、总传热系数K管壳式换热器中的K 值如下表：冷流体热流体总传热系数 K，w/(m2. ℃）水水850-1700水气体17-280水有机溶剂280-850 水轻油340-910 水重油60-280有机溶剂有机溶剂115-340 水水蒸气冷凝1420-4250 气体水蒸气冷凝30-300水低沸点烃类冷凝455-1140 水沸腾水蒸气冷凝2000-4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455-1020 注：1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h1kcal=4.18kj2、温差（1）逆流热流体温度 T：T1→T2冷流体温度 t ：t2 ←t1温差△ t ：△ t1 →△ t2△t m=（△ t2- △t1 ）/ ㏑（△ t2/ △t1 ）（2）并流热流体温度 T：T1→T2冷流体温度 t ：t1 →t2温差△ t ：△ t2 →△ t1△t m=（△ t2- △t1 ）/ ㏑（△ t2/ △t1 ）3、面积计算S=Q/(K. △t m)三、管壳式换热器面积计算S=3.14ndL其中， S 为传热面积 m2、n 为管束的管数、 d 为管径， m；L 为管长，m。
四、注意事项冷凝段：潜热（根据汽化热计算）冷却段：显热（根据比热容计算）。
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。
换热器有效厚度的计算公式
换热器有效厚度的计算公式换热器是工业生产中常用的一种设备，用于在不同介质之间传递热量。
换热器的性能和效率很大程度上取决于其结构和材料的选择，其中有效厚度是一个重要的参数。
本文将介绍换热器有效厚度的计算公式，并探讨其在工程实践中的应用。
首先，我们需要了解什么是换热器的有效厚度。
换热器的有效厚度是指在换热器的结构中，介质在传热过程中实际参与传热的有效厚度。
换热器的结构通常包括管束、壳体和传热介质，而有效厚度则是指介质在传热过程中实际参与传热的部分，通常会受到壁面阻力和传热系数的影响。
换热器的有效厚度可以通过以下公式进行计算：δ = δ1/α1 + δ2/α2 + δ3/α3。
其中，δ表示换热器的有效厚度，δ1、δ2、δ3分别表示换热器不同部分的厚度，α1、α2、α3分别表示这些部分的传热系数。
通过这个公式，我们可以看到有效厚度受到不同部分厚度和传热系数的影响，这也说明了在设计换热器时需要考虑多个因素。
在工程实践中，换热器的有效厚度计算公式可以帮助工程师们更好地设计和选择换热器。
通过计算有效厚度，工程师可以评估换热器的传热性能，从而选择合适的材料和结构，以满足工艺要求。
另外，换热器的有效厚度也与换热器的传热效率密切相关。
传热效率是指换热器实际传热量与理想传热量之比，而有效厚度的大小直接影响到传热效率。
一般来说，有效厚度越大，传热效率越低；有效厚度越小，传热效率越高。
因此，在设计换热器时，需要在传热效率和结构强度之间进行权衡，以达到最佳的设计效果。
此外，换热器的有效厚度还与换热器的材料选择有关。
不同的材料具有不同的传热系数，而传热系数又直接影响到有效厚度的大小。
因此，在选择换热器材料时，需要考虑材料的传热性能，以及与其他因素的综合影响，从而选择出最适合的材料。
总之，换热器的有效厚度是一个重要的参数，它直接影响到换热器的传热性能和传热效率。
通过有效厚度的计算公式，工程师可以更好地设计和选择换热器，从而满足工艺要求，提高生产效率。
GB-151-1999-讲义-管壳式换热器
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。
换热器管板厚度的快速计算
结论
要求 在计算厚度的基础上加上腐蚀裕度 调整到钢
换热器管板厚度的确定 是换热器设计的一个
板规格厚度∀
重要内容 在实际设计过程中 经常需要快速确定其
不适应性
厚度 以便节省时间 提高工作效率 从而达到设计 制造的目的∀本计算方法在实际工作中已多次应用∀
本计算方法不适用于结构特殊 如与法兰搭焊 连接的固定管板及圆环形管板等 以及布管或载荷
关键词 换热器 管板 厚度计算
中图分类号 × ±
文献标识码
文章编号
2
22
在换热器管板设计中 按照
5管
壳式换热器6进行管板厚度设计计算时 计算过程比
较复杂∀本文通过对计算公式进行推导 得出一种快
速简捷的计算方法∀
公式推演
单管程 延长部分兼作法兰与不兼作法兰的 固
定管板式换热器管板 管板周边布管区较窄 管板周
Δτ
Ατ Π
式中 Δ τ) ) 管板布管区当量直径
收稿日期
22
作者简介 李广民 男
年出生 毕业于太原理工大学 学士学
位 工程师 现从事技术开发与管理工作∀
Α τ) ) 管板布管区面积
Θτ
Δτ Δι
式中 Θτ) ) 管板布管区的当量直径与壳程圆筒内 径之比∀
对单管程换热器 三角形排列时
Ατ
νΣ
ν νΠΔτ δ Δτ
换热器为 5 Ε 单管程 换热面积
管
间距为
管!壳程材料为
∀
解 查文献≈ Ù×
表 换热管数量
ν
根 有效长度 Λ
∀
查文献≈ 表 ƒ 求得 Ε τ
° Επ
°∀
把上述已知条件代入 ! 式得
Θτ
GBT 151-2014 热交换器讲解
戴季煌
热交换器2015.01
第一部分GB151-2014
1.修改了标准名称，扩大了标准适用范围：
1.1提出了热交换器的通用要求，也就是适用于其他结构型式热交换器。并对安装、使用等提出要求。
1.2规定了其他结构型式的热交换器所依据的标准。
2.范围：
GB151-201X《热交换器》规定公称直径范围（DN≤4000mm，原为2600mm）、公称压力（PN≤35MPa）及压力和直径乘积范围（PN×DN≤2.7×104，原为1.75×104）。并且管板计算公式推导过程的许多简化假定不符合。也给制造带来困难。TEMA控制壳体壁厚3〞（76mm）、双头螺柱最大直径为4〞（102mm）。
管板、平盖可采用堆焊或爆炸复合结构，当管程压力不是真空状态时，平盖亦可采用衬层结构。
9.2.1堆焊结构
用堆焊制作的管板与平盖，其覆层与基层的结合是最好的，但堆焊的加工难度大，中间检验、最终检验及热处理的要求高，堆焊一般有手工堆焊和带极堆焊两种方法。
（1）管板堆焊结构：其覆层完全可计入管板的有效厚度（以许用应力比值折算），与换热管连接采用强度焊时，有充分的能力来承受换热管的轴向剪切载荷。
例约定项目中晶间腐蚀试验，若介质易产生晶间腐蚀，钢管的材料要求，在设计文件中必须明确要求钢管在出厂检验时必须通过晶间腐蚀检验。
3）无缝和有缝不锈钢换热管订货技术条件
在NB/T47019.5-2011规定了GB13296《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》和GB/T24593《锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管》用作换热管时的订货技术条件。
剪切强度≥210MPa
1级，结合率100%
剪切强度≥210MPa
3级，2010
《压力容器用爆炸焊接复合板 第2部分：镍—钢复合板》
换热器管板厚度的快速计算概要
第卷第期山西化工∂ 年月≥ ÷ ≤ ∞ ≤ ⁄ ≥× ≠ ƒ换热器管板厚度的快速计算李广民丁满福山西丰喜化工设备有限公司山西永济摘要在化工生产中换热器设备是应用最广泛的一种设备且占主导地位∀而在换热器设计过程中管板厚度设计计算比较复杂∀本文的特点是在满足 5管壳式换热器 6标准要求的前提下介绍一种快速简便估算管板厚度的计算公式从而达到快速确定管板厚度的目的∀关键词换热器管板厚度计算中图分类号 ×±文献标识码文章编号 2 2 2在换热器管板设计中按照 5管壳式换热器 6进行管板厚度设计计算时计算过程比较复杂∀本文通过对计算公式进行推导得出一种快速简捷的计算方法∀公式推演单管程延长部分兼作法兰与不兼作法兰的固定管板式换热器管板管板周边布管区较窄管板周边布管区无量纲宽度 [ 假定管板厚度为Δ管子加强系数为则ΔιΔΕτναΕΠΓΛΔ式中Δι壳程圆筒内径Δ 管板计算厚度ν 管子根数α 一根换热管管壁金属的横截面积Γ 管板刚度削弱系数取ΓΛ 管子有效长度Ετ 管子设计温度下弹性模量° Επ 管板设计温度下的弹性模量 °∀ Δτ τΠ式中Δτ管板布管区当量直径收稿日期 2 2作者简介李广民男年出生毕业于太原理工大学学士学位工程师现从事技术开发与管理工作∀Ατ 管板布管区面积ΘτΔτΔι式中Θτ管板布管区的当量直径与壳程圆筒内径之比∀对单管程换热器三角形排列时Ατ νΣ ν νΠΔτ δ Δτ 式中Σ 管间距Δτ 管子壁厚δ 管子外径∀式代入得ΔτΑτΠΣν 式代入式化简得Θτ ΣΔι在实际设计工作中Θτ且知 [所以由得Θτ[ 即Θτ[由代入中经化简得Δ∴τττΕπ#ΛΘτ Δ ιΘτνΔτ δ Δτ ΕτΕπ#ΛΘτ Δ ι 同样对正方形排列换热器Ατ νΣΘτ ΣΔι代入式即可求出厚度∀设计计算利用式即可求出管板计算厚度下面举例说明∀一台七塔加料换热器其结构形式为固定管板式该设备基本参数如下尺寸规格5 Ε Ε 设计压力壳体 °管程 °设计温度壳体ε 管程ε换热器为5 Ε 单管程换热面积管间距为管 ! 壳程材料为∀解查文献≈ Ù× 表换热管数量ν 根有效长度Λ ∀查文献≈ 表ƒ 求得Ετ ° Επ°∀把上述已知条件代入 ! 式得Θτ ΕΔ∴νΔτ δ Δτ ΕτΔιΕπ#Λ ΘτΕ计算结果与电算结果近似一致∀考虑到管板的最小厚度应满足结构设计和制造要求在计算厚度的基础上加上腐蚀裕度调整到钢板规格厚度∀不适应性本计算方法不适用于结构特殊如与法兰搭焊连接的固定管板及圆环形管板等以及布管或载荷条件反常的管板如具有非同一管径换热管或非轴对称布管及部分布管的管板∀结论换热器管板厚度的确定是换热器设计的一个重要内容在实际设计过程中经常需要快速确定其厚度以便节省时间提高工作效率从而达到设计制造的目的∀本计算方法在实际工作中已多次应用∀参考文献≈ 钢制压力容器≈ 管壳式换热器≈ Ù× ∗换热器型式及基本参数ΔεσιγνΧαλχυλατιονΘυιχκλψονΤυβεΠλατεΤηιχκνεσσοφτηεΗεατΕξχηανγερΛΙΓυανγ−μιν ΔΙΝΓΜαν−φυΣηανξιΦενγξιΧηεμιχαλΜαχηινερψΧο Λτδ ΨονγϕιΣηανξι ΧηιναΑβστραχτ ¬ √ ∏ ∏ ∏ ∏ × ∏ ∏ ¬ ¬ × ∏ ∏ ∏ ∏ ∏∏ 2 /×∏ 2≥ ∞¬0 Κεψωορδσ ¬ ∏ ∏上接第页ΡεσεαρχηοφΛιθυιδΦερμεντατιονφορΓανοδερμαΠολψσαχχηαριδεϑΙΑΩ αν−λι ΦΕΝΓΤαο ΖΗΑΟΛιανγ−θιΧηεμιχαλΒιολογψανδΜολεχυλαρΕνγινεερινγΛαβορατορψ ΣηανξιΥνιϖερσιτψ ΤαιψυανΣηανξι ΧηιναΑβστραχτ × ∏ ∏ ∏ ∏ ∏ ∏ ∏ 2 × Ù × ∏ ∏ √Κεψωορδσ ∏ ∏ ∏ 2# # 年月李广民等换热器管板厚度的快速计算。
GBT 151-2014 热交换器讲解
热交换器戴季煌热交换器2015.01第一部分GB151-20141. 修改了标准名称，扩大了标准适用范围：1.1提出了热交换器的通用要求，也就是适用于其他结构型式热交换器。
并对安装、使用等提出要求。
1.2规定了其他结构型式的热交换器所依据的标准。
2. 范围：GB151-201X《热交换器》规定公称直径范围（DN≤4000mm，原为2600mm）、公称压力（PN≤35MPa）及压力和直径乘积范围（PN×DN≤2.7×104，原为1.75×104）。
并且管板计算公式推导过程的许多简化假定不符合。
也给制造带来困难。
TEMA控制壳体壁厚3〞（76mm）、双头螺柱最大直径为4〞（102mm）。
3.术语和定义3.1公称直径DN3.1.1卷制、锻制、圆筒以圆筒内直径（mm）作为换热器的公称直径。
3.1.2钢管制圆筒以钢管外径（mm）作为换热器的公称直径。
3.2公称长度LN以换热管的长度（m）作为换热器的公称长度，换热管为直管时，取直管长度；换热管为U形管时，取U 形管的直管段长度。
3.3换热面积A3.3.1计算换热面积换热面积是以换热管外径为基准，以二管板内侧的换热管长度来计算换热面积，计算得到的管束外表面积（m2）；对于U形管换热器，一般不包括U形管弯管段的面积。
当需要把U形弯管部分计入换热面积时，则应使U形端的壳体进（出）口安装在U形管末端以外，以消除U形管末端流体停滞的换热损失。
3.3.2公称换热面积公称换热面积是将计算面积经圆整后的换热面积（m2），一般取整数。
4.工艺计算（新增加）4.1设计条件（用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出工艺设计条件），内容包含4.1.1操作数据：包括流量、气相分率、温度、压力、热负荷等；4.1.2物性数据：包括介质密度、比热、粘度、导热系数或介质组成等；4.1.3允许阻力降；4.1.4其他：包括操作弹性、工况、安装要求（几何参数、管口方位）等。
GBT 151-2014 热交换器讲解
9.3.1铝及铝合金
（1）设计参数：p≤16MPa，含镁量大于或等于3%的铝和铝合金，-269℃≤t≤65℃，其他牌号的铝和铝合金，-269℃≤t≤200℃；
（2）在低温下，具有良好的塑性和韧性；
（3）有良好的成型及焊接性能；
（4）铝和空气中的氧迅速生成Al2O3薄膜，故在空气和许多化工介质中有着良好的耐蚀性。
0.05～0.5
0.5～1.5
＞1.5
6.3腐蚀裕量的考虑原则
6.3.1各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量。
6.3.2考虑两面腐蚀的元件：管板、浮头法兰、球冠形封头、分程隔板。
6.3.3考虑内表面腐蚀的元件：管箱平盖、凸形封头、管箱、壳体、容器法兰和管法兰的内径面上。
6.3.4管板和平盖上开槽时：当腐蚀裕量大于槽深时，要加上两者的差值。
（7）用于制造压力容器壳体时，应在退火状态下使用。
9.3.4镍和镍合金
（1）设计参数：p≤35MPa；
（2）有良好的低温性能，可用到-269℃；
（3）具有良好的耐腐蚀性能；
（4）具有良好的成型性能。
（5）用于制造压力容器受压元件时，应在退火或者固溶状态下使用。
9.3.5锆及锆合金
（1）设计参数：p≤35MPa；
5.设计参数
5.1压力
5.1.1压差设计
同时受管、壳程压力作用的元件，当能保证制造、开停工、及维修时都能达到按规定压差进行管、壳程同时升、降压和装有安全装置时，方可按元件承受的压差设计。
5.1.2真空设计
真空侧的设计压力，应按GB150的规定，当元件一侧受真空作用，另一侧受非真空作用时，其设计压力应为两侧设计压力之和，即为最苛刻的压力组合。
剪切强度≥140MPa
挠性薄管板换热器的计算方法及问题探讨
挠性薄管板换热器的计算方法及问题探讨徐君臣【摘要】The calculation of the thickness of the flexible and thin tube sheet is the key to the design of the thin tube sheet heat exchanger. Thus the calculation methods and the research results at home and abroad are summarized and compared with the practical engineering cases followed by the discussion of the existing problems. When both the formula calculation and the finite element method are used, the existing problems are solved and it represents the development trend of the calculation of the thin tube sheet.%挠性薄管板厚度的计算是薄管板换热器设计的关键。
总结了国内外标准关于挠性薄管板的计算方法以及有关研究成果，并结合工程实际案例对薄管板计算方法进行了对比分析，对存在的问题进行了探讨。
采用公式计算并采用有限元方法进行验证，两者相结合可以弥补薄管板计算存在的问题，这也是薄管板计算方法的发展趋势。
【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】5页(P44-48)【关键词】薄管板;换热器;挠性;分析设计;有限元【作者】徐君臣【作者单位】惠生工程中国有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ050.2挠性薄管板换热器广泛应用于反应器高温出料的冷却，达到热量回收综合利用的目的。
保温层厚度计算公式
保温层厚度计算公式 Prepared on 24 November 2020保温层“经济厚度法”计算公式中有关参数的取用幺莉，黄素逸(华中科技大学，湖北武汉430074)摘要着重介绍了采用保温层“经济厚度法”的计算公式中有关参数的取用和分析，为热力设备和管道保温结构的工程设计，提供一定的参考。
关键词热力设备保温层经济厚度1前言保温层“经济厚度”的计算方法，不但考虑了传热基本原理，而且考虑了保温材料的投资费用、能源价格、贷款利率、导热系数等经济因素对保温层厚度的影响。
因此，在火力发电厂的设计过程中，通常采用“经济厚度法”对热力设备和管道的保温层厚度进行计算。
对于火力发电厂的热力设备和管道，可分为平壁和管道两种物理模型。
当管道和设备的外径大于1020mm时，可按平壁的公式，来计算保温层厚度。
平壁和管道的保温层经济厚度计算公式如下所示：式中，δ：保温层的经济厚度，m；P h：热价，元/GJ；λ：保温材料的导热系数，W/(m·K)；h：年运行小时数，h；t：设备和管道的外表面温度，℃；ta：环境温度，℃；P i：保温材料单位造价，元/m3；S：保温工程投资贷款年分摊率；α：保温层外表面向大气的放热系数，W/(m2·K)；d o：保温层外径,m; d i：保温层内径，m。
由以上列出的保温层“经济厚度法”计算公式可以看出，公式中涉及的参数较多。
在保温计算时，这些参数的取值直接会影响到保温层厚度的计算结果。
所以，针对不同工程的实际情况，选取适当的参数，对计算结果的精度至关重要。
以下着重对计算公式中的各参数的取值进行讨论和分析。
2参数的取用和分析设备和管道的外表面温度t对于无内衬的金属设备和管道，其外表面温度应取介质的设计温度或最高温度；对于有内衬的金属设备和管道，应按有保温层存在进行传热计算确定其外表面温度。
环境温度t a保温工程的环境温度，实际上是一个变数，但通常情况下，如果载热介质的温度高而且稳定，环境温度的变化对计算温差的影响有限。
固定管板式换热器计算
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=
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
mm
补强圈厚度
mm
接管厚度负偏差C1t
mm
补强圈厚度负偏差C1r
mm
接管材料许用应力[σ]t
MPa
补强圈许用应力[σ]t
MPa
开孔补强Hale Waihona Puke 算壳体计算厚度δmm
接管计算厚度δt
mm
补强圈强度削弱系数frr
接管材料强度削弱系数fr
开孔直径d
mm
补强区有效宽度B
mm
接管有效外伸长度h1
mm
接管有效内伸长度h2
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
设备保温,保护层计算公式
说明:D--伴热 管道综合直径 D1--主管道直径 D伴大--伴热管道大 管径。
以上三种直径直 接带入公式计算 计算管道（管道 及伴热管道）、 保温层、防潮层 及保护层即可。
8阀门保温层、保 护层计算公式 单位：m³/㎡
名称 阀门保温层 阀门保护层
数量 6 6
注：D--直径； 1.033、2.1、2.5 、1.05为调整系 数：δ--保温厚 度
V=π（D+1.03公3δ式）1.5D*1.033δ
*1.05*N
S=π*(D+2.1δ)*1.5D*1.05*N
保温m ³ 保护㎡
10、设备封头保 护层、保温层计 算公式
名称 封头保温层 封头保护层 注：
数量 1 1
π 3.14 3.14
直径 2.8 2.8
单 位：m ³/㎡
保温 系数 δ 1.033 0.1 2.1 0.1
计算工程量的
管径计算方法：
D=D1+1.5D2+(10
～20)mm
<
一般间隙取15mm>
主管与伴热管之间间隙
说明:D--伴热 管道综合直径 D1--主管道直径 D2--伴热管道直 径
8、双管伴热（管 径不同夹角小于 90度时）
计算工程量的
管径计算方法：
D=D1+1.5D伴大+(10
～20)mm
<
一般间隙取15mm>
9、法兰保温层、 保护层计算公式
名称 法兰保温层 法兰保护层
数量 1 1
注：1.033、2,1 、1.5、1.05为调 整系数；N---个 数
π 3.14 3.14
直径m 0.133 0.133
换热器的厚度怎么计算公式
换热器的厚度怎么计算公式换热器的厚度计算公式。
换热器是一种用于传热的设备，广泛应用于工业生产中。
换热器的设计和制造需要考虑到许多因素，其中之一就是换热器的厚度。
换热器的厚度直接影响到其传热效果和使用寿命，因此需要进行合理的计算和设计。
换热器的厚度计算公式是根据换热器的工作条件、材料、设计参数等因素来确定的。
一般来说，换热器的厚度计算公式可以分为静态压力计算和热应力计算两部分。
静态压力计算是根据换热器在工作状态下受到的内外压力来确定的。
换热器在工作时会受到介质内部的压力和外部介质的压力，因此需要考虑到这些压力对换热器壁厚的影响。
静态压力计算公式一般为：t = (P D S) / (2 E (1 v^2))。
其中，t为换热器的壁厚，P为压力，D为直径，S为允许应力，E为弹性模量，v为泊松比。
热应力计算是根据换热器在工作状态下受到的温度变化对其壁厚的影响来确定的。
换热器在工作时会受到介质温度的变化，从而产生热应力，因此需要考虑到这些热应力对换热器壁厚的影响。
热应力计算公式一般为：t = (P D ∆T L) / (2 E (1 v^2))。
其中，t为换热器的壁厚，P为压力，D为直径，∆T为温度变化，L为长度，E为弹性模量，v为泊松比。
根据以上两个公式，可以计算出换热器的合理壁厚。
在实际应用中，还需要考虑到换热器的材料、制造工艺、安全系数等因素，以确保换热器的设计和制造符合工程要求。
除了上述公式外，还需要注意以下几点：1. 材料选择，换热器的材料选择对其厚度计算和设计至关重要。
不同材料的强度、热传导性、耐腐蚀性等性能不同，需要根据具体工况来选择合适的材料。
2. 制造工艺，换热器的制造工艺也会对其厚度产生影响。
不同的制造工艺会影响到换热器壁厚的均匀性、内部应力分布等因素，需要进行合理的考虑和设计。
3. 安全系数，在换热器的设计和制造过程中，需要考虑到安全系数。
通常情况下，会在计算得出的壁厚基础上增加一定的安全系数，以确保换热器在工作时不会出现意外情况。
换热器管箱有分程隔板的平盖厚度
标题：换热器管箱分程隔板的平盖厚度研究摘要：本文主要探讨了换热器管箱中分程隔板的平盖厚度对换热效果的影响。
通过对不同厚度的平盖进行实验研究，得出了一些结论，并提出了一些建议。
1. 概述换热器作为一种常见的工业设备，在化工、冶金、电力等领域都有广泛的应用。
在换热器中，管箱是其重要组成部分之一，分程隔板作为管箱的重要构件之一，其厚度对换热效果具有一定的影响。
研究分程隔板的平盖厚度对换热效果的影响具有一定的理论和实际意义。
2. 分程隔板平盖厚度的作用分程隔板在换热器管箱中起到将管束分隔的作用，平盖作为分程隔板的一部分，则是对管束进行固定和支撑的重要构件。
其厚度不仅影响着管束的布置情况，还会影响流体在管箱中的流动情况。
分程隔板平盖的厚度对换热效果有着重要的影响。
3. 换热效果与平盖厚度的关系通过对不同厚度的平盖进行实验研究，可以发现在一定范围内，平盖的厚度与换热效果呈现出一定的关系。
当平盖的厚度较大时，会影响流体在管箱中的流动状态，从而影响换热效果；而当平盖的厚度较小时，会影响到管束的布置和支撑情况，进而影响到换热效果。
合理控制分程隔板平盖的厚度对换热效果有着重要的作用。
4. 结论通过对分程隔板平盖厚度与换热效果的研究，我们可以得出一些结论：在设计换热器时，需要根据具体的工艺条件和换热要求，合理选择分程隔板平盖的厚度，以达到最佳的换热效果；对于已经运行的换热器设备，也可以通过合理的调整分程隔板平盖的厚度，来提高换热器的换热效率。
通过本文的研究，也为相关领域的工程技术人员提供了一些参考和借鉴。
5. 参考建议在实际工程中，可以根据本文的研究成果，结合具体情况，合理选择分程隔板平盖的厚度，以提高换热器的换热效率；也可以对已经运行的换热器设备进行适当的调整，以达到更好的换热效果。
期望本文的研究成果能够为相关领域的工程技术工作者提供一些有益的参考和借鉴。
6. 结语通过对换热器管箱分程隔板平盖厚度的研究，我们对分程隔板平盖的厚度与换热效果之间的关系有了更深入的了解。
GB151考核题
GB151考核题一、填空题:1.GB151-1999《管壳式换热器》适用的参数为公称直径DN? mm，公称压力PN? MPa。
2.GB151规定计算换热面积的方法中,以换热管为基准,扣除伸入的换热管长度后,计算得到的管束外表面。
3.换热管的排列形式主要是: 、、、，换热管中心距一般不小于。
4.换热管和管板的连接中，强度胀接的适用范围为:设计压力? ;设计温度? ;操作中无剧烈的，无过大的变化及无明显的。
5.换热管和管板连接中，胀管最小胀接长度应取管板的名义厚度减去 ,或与二者的。
6.换热管和管板连接中，胀焊并用适用范围为: 要求较高;承受或-载荷;有腐蚀;采用的场合。
7.卧式换热器的壳程为单相清洁流体时，折流板缺口应布置;卧式的换热器、冷凝器和重沸器的壳程介质为气液相共存或液体中含有固体物料时，折流板缺口应布置，并在折流板最低处开。
8. GB151标准推荐的三种防短路结构有: ; ; 。
9.换热器的I级管束是指采用、钢管;?级管束是指采用钢管。
10.GB151规定，符合本规定要求的奥氏体不锈钢焊接钢管可用作换热管，但不得用于的工况;设计压力不大于 MPa;使用温度与相同。
; 对于11.GB151规定，对设计温度高于或等于300?时，接管法兰应采用不能利用接管或接口进行排气和排液的换热器,应在管程和壳程的最高点设置 , 最低点设置 ,其最小公称直径为 mm 。
12.折流板的最小间距一般不小于圆筒内径的 ,且不小于。
13.碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和浮头盖以及管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，在施焊后应作，设备法兰密封面应在后加工。
14.外压和真空换热器以进行压力试验。
15.换热管与管板的常用连接方式有、、等型式。
16.管板厚度应为:管板的计算厚度(不小于规定的最小厚度)，加上壳程的腐蚀裕量或结构开槽深度的较者，再加上管程腐蚀裕量或分程隔板槽深度的较者。
17.在GB151,1999中耳式支座在换热器上的布置原则:当公称直径DN?800mm时，至少应安装个支座，且 ;DN,800mm时,至少应安装个支座,且。
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表 １ 换热器设计参 数
项目 设计 压 力 （ Ｍ Ｐ ａ ） 壳程 ２ ． １ ５ 管 程 ２ ． １ ５
壳程侧 物料 由Ｓ Ｉ 进 入 ，经折 流板 折流 从Ｓ ２
需 设 置 防冲 板 ，这 样 使 得 管 板 的布 管上 下 不太 对 称 ，见 图２ 。
作者简介 ：郭展玲 （ １ ９ ７ ９ 一 ）， 女 ，河南洛阳人，２ ０ ０ ２ 年毕业
于北 京石 油化工 学院化工设 备与机械 专业 ，本科 学历 ，工程 师。 现在天津辰鑫右化工程设计有限公司从事压力容器设计工作。
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换 热 器 广 泛 应 用 于 工 业 各 个 领 域 ，在 炼 油 、
１ ． １ 设计参数
换 热器 的设 计参 数 及 结构 简 图分 别 见表 １ 和 图
１。
化 工 装 置 中 换 热 器 占设 备 总 量 和 设 备 投 资 的４ ０ ％ 左 右 。换 热 器 设 备 中 ，管 壳式 换 热 器 是 应 用 最 为 广 泛 、使 用 量 最 大 的换 热 器 形式 。 目前 换热 器 直
口流 出，管程侧物料 由Ｔ １ 进入 ，经换热管与管程 由Ｔ ２ 口流 出 。根 据 工 艺 提供 的 数据 ，壳 程 进 口处
１ ２ 一 ■ 论 文广场
一
石 ２ ０ 油 １ ３ 和 年 化 第１ 工 ６ 设 卷 备
ｍ＝ ３ ． ７ ５ ，ｙ ＝ ６ ２ ． １ ，螺栓 材 料 选 用３ ５ Ｃｒ Ｍｏ Ａ，螺 母 材 料选 用 ３ ０ Ｃ ｒ Ｍｏ Ａ，８ ０ 一 Ｍ３ ６ 。法 兰经 校 核 合格 后 与 它连 接 的前端 管 箱平 盖结 构尺 寸如 图３ 。
： ＝
ｂ ＝ ２ ． ５ ３ √ ６ ０ ＝ ２ ． ５ ３ ， ／ １ ２ ＝ ８ ． ７ ６ ａ ｒ ｍ
ＤＧ＝２ ７０ ８— ２×８． ７ ６＝２６ ９ ０． ５ Ｉ ｌ ｌ ｌ ｎ
预 紧状 态 下需要 的最 小螺栓 载荷 ：
３． １ ４ ＤＧ ｂ Ｙ＝３ ． １ ４￣２ ６ ９ ０． ５ｘ８． ７ ６￣６２ ． １ ＝４ ５ ９ ５ ７ ７ ０． ７ Ⅳ
也 采 用焊 接 形 式 ， 由于 管 板 上 不 开 隔 板 槽 ，设 计 者利 用 Ｓ Ｗ６ — ２ ０ １ １ 计 算 时误 认 为 隔板 槽 面积 输 入 值 为０ 。不论 隔板 与 管板 焊 接与 否 ，管板 计 算 时 都应 计 入 隔 板槽 面 积 ，特 别 是 在 直 径 较 大 、隔 板 槽 面
・
ｒ
；
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０ 二 ＝ ｊ 矗§ ．
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卜前端管箱平盖 ；２ 一 隔板 ；３ 一 管板 ；４ 一 换热 管；５ 一 壳体；６ 一 防冲板；７ 一 后端管箱平盖
图 １ 换热 器结 构简图
１ ． ２设计条件合理计算
郭展玲
（ 天津辰鑫石化工程设计有 限公 司， 天津 ３ ０ ０ ２ ７ １ ）
［ 摘 要 ］ 通过案例分析 ，定量计 算了换热 器隔板槽 面积对管箱平盖厚度计 算的影 响 ， 对 于犬直径换热器，有无隔板 槽面积 平盖计算厚度差别较 大。设 计者应正 确使 用Ｓ Ｗ ６ － ２ ０ １ １ 软件进行设计计算 ［ 关键词］换 热器；隔板槽 面积；平盖厚度；Ｓ Ｗ ６ － ２ ０ １ １ ；计算
＝ｌ ３ ４ｌ Ｏ ６ｌ ４． ５
图３ 前端 管箱 平盖结构 尺寸
２ ． １ 螺栓载荷计算
图２ 管板布 置图
求ｂ和Ｄ。 。ｂ 一 垫 片 有 效 密封 宽 度 ；Ｄ。 一 垫 片 压 紧力 作用 中心 圆直 径
由于 管 壳程 的 设计 压 力 不 高 ，介 质 危 害 性 不 大 ，管 板 与 壳 体 的连 接 采 用 焊 接 结 构 ，管 板 与 壳 体 嵌 入 后 进 行 焊 接 ，壳 体 对 中容 易 ，施 焊 方 便 。 此 台换 热 器 是 两 管 程 结 构 ，前 端 管 箱 隔 板 与管 板
Ｓ Ｗ６ — ２ ０ １ １ 软件进行计算 时容易忽略一些 问题。下 面 以一 台换 热 器 为 例 说 明换 热 器 平 盖 厚 度 的合 理 计算 问题 。
设计温度 （ ℃） 介质
程 数 接 头 系 数
９ ０ Ｃ ３ ，碳氢化合物
１ Ｏ ． ８ ５
６ ５ 冷凝水
操 作状 态下 需要 的最小 螺栓 载荷 ：
＝
０ ． ７ ８ ５ Ｄ ￣ Ｐ Ｃ ＋ ６ ． ２ ８ Ｄ ｓ ｂ ｍ
Ｏ． ７ ８ ５×２ ６ ９ ０． ５ ×２． １ ５— ＋ － ６． ２ ８×２ ６ ９ ０． ５×８ ． ７６￣３． ７ ５×２ ． １ ５
积 也 大 的情 况 下 ，对 管 板 和 平 盖 厚 度 影 响 较 大 ， 隔 板槽 面积 越 大 ，管 板 计 算 厚 度 越 薄 ；隔 板 槽 面
２ ０ ． ８ ５
ｌ 案例分析
｜
。 一
腐蚀裕量 （ Ｉ 【 Ｉ ｒ 【 １ ） 公称直径 （ ｍ ｍ ）
ｒ 毫 《
１ ． ５ ２ ６ ０ ０
３ ２ ６ ０ ０
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