固定管板式换热器课设
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
《化工原理》课程设计题目：设计一台换热器系别：化工系班级：学号：姓名:指导教师：2007年 5月9日四、设计方案简介换热器的选择：两流体温度变化情况：苯的进口温度为80℃，出口温度为35℃；冷却水的进口温度为30℃；水的出口温度应在35℃---40℃之间，所以可以选35℃。
由于两流体的温度不同，所以使管束和壳体的温度也不一样，因此它们的热膨胀程度也有差别。
当两流体的温度差较大时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，这时就要进行热补偿。
固定管板式换热器的补偿方法，即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈，当外壳和管束热膨胀不同时，补偿圈发生弹性变形，以适应外壳和管束的不同的膨胀程度。
这种热补偿方法简单，但不宜用于两流体的温度差太大和壳方流体压强过高的场合。
当两流体的温度差不大于70℃，且壳方流体压强不高于600 KPa时，一般应选用固定管板式换热器。
而且它具有结构简单和造价低廉的优点。
故本次设计选用固定管板式换热器。
工艺流程：苯是有毒的液体，并且易挥发，易燃烧，易爆炸，为防止苯泄露到空气中，污染环境，所以使苯走管程，水走壳程。
五、物系参数的确定一、定性温度对于苯和水都是低粘度液体，其定性温度可取液体进口温度和出口温度的平均值，因此壳程水的温度为：T=（30+35）/2=32.5℃管程苯的定性温度为：T=(80+35)/2=57.5℃二、根据定性温度确定，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据（如下表）密度㎏/m3 比热 kJ/(㎏·oC)粘度Pa·s导热系数w/m·oC苯 840 1.884 0.41×10-3 0.145水 994 4.186 0.727×10-3 0.626六、工艺计算试算和初选换热器的规格.计算热负荷和冷却水流量==1186920 wWc===204153㎏/h.计算两流体的平均温度差暂按单壳程、多管程进行计算。
逆流时平均温度差为：△tm ===18.2℃而 P===0.1R==9查得：=0.95==0.95×18.2=17.3℃.初选换热器规格根据两流体情况，假设K=350W/㎡·℃故 S===196㎡由于Tm-tm=52.5℃＞50℃,因此需考虑热补偿。
(完整word版)固定管板式换热器课程设计
一 列管换热器工艺设计1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数： 选用.5225⨯φ的换热管 则换热管数目：5.737019.014.35.2110A 0≈⨯⨯==d l n p π根 故738=n 根管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。
2、管子排列方式的选择（1）采用正三角形排列（2）选择强度焊接,由表1.1查的管心距t=25mm 。
（3）采用正三角形排列，当传热管数超过127根，即正六边形的个数a>6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。
不同的a 值时，可排的管数目见表1.2。
具体排列方式如图1，管子总数为779根。
30111 23 397 7 42 43912 25 469 8 48 51713 27 547 9 2 66 61314 29 631 10 5 90 72115 31 721 11 6 102 82316 33 817 12 7 114 93117 35 919 13 8 126 104518 37 1027 14 9 138 116519 39 1411 15 12 162 130320 41 1261 16 13 4 198 145921 43 1387 17 14 7 228 161622 45 1519 18 15 8 246 176523 47 1657 19 16 9 264 1921图1.1折流板的管孔及换热管及拉杆分布3、壳程选择壳程的选择：简单起见，采用单壳程。
4、壳体内径的确定换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。
壳体的内径需要圆整成标准尺寸。
以400mm为基数，以100mm为进级档，必要时可以50mm为进级档。
对于单管程换热器，壳体内径公式0bt+-D d=~)32()1(式中，t 为管心距，单位mm ；0d 为传热管外径，单位mm 。
对于正三角形排列 n b 1.1= 将779=n 代入，得到 7.30≈b 取31，5.7975.2)1(D 0=+-=d b t结合换热管的排布图稍加圆整可选定mm 800D =二 列管换热器零部件的工艺机构设计1、折流板的设计（1）、折流板切口高度的确定 经验证明，20%的切口最为适宜： 因此可取mm D h 1608002.02.0=⨯== 切口高度h 确定后，还用考虑折流板制造中，可能产生的管控变形而影响换热管的穿入，故应将该尺寸调整到使被切除管孔保留到小于1/2孔位。
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。
固定管板式换热器课程设计
固定管板式换热器课程设计课程设计名称：固定管板式换热器课程设计课程设计目标：1. 了解固定管板式换热器的基本原理和工作原理；2. 掌握固定管板式换热器的设计计算方法和参数选择；3. 能够应用所学知识进行固定管板式换热器的设计与改进；4. 锻炼学生的团队合作能力、实际操作能力和问题解决能力。
课程设计内容：1. 换热器设计基础知识1.1 换热器的分类和基本工作原理；1.2 换热器的热传导基本原理；1.3 换热器的换热系数与传热面积关系；1.4 换热器设计的目的和要求。
2. 固定管板式换热器的结构和工作原理2.1 固定管板式换热器的主要构件和组成；2.2 固定管板式换热器的流体流动方式；2.3 固定管板式换热器的热传导过程。
3. 固定管板式换热器的设计计算3.1 换热器需求参数的确定；3.2 固定管板式换热器的传热面积计算；3.3 固定管板式换热器的管束设计；3.4 固定管板式换热器的板设计；3.5 固定管板式换热器的布置方式选择。
4. 固定管板式换热器的优化改进4.1 基于性能参数的优化改进；4.2 基于结构参数的优化改进；4.3 换热器系统的综合优化。
课程设计流程：1. 学生团队选定特定的换热器设计目标；2. 学生团队进行文献调研，了解固定管板式换热器的基本知识；3. 学生团队进行设计计算，根据选定的设计目标确定换热器参数；4. 学生团队进行换热器结构设计，包括管束设计和板设计；5. 学生团队根据设计结果进行性能和结构优化改进；6. 学生团队进行设计方案的整理和总结，并撰写设计报告。
课程设计评价指标：1. 设计报告的完整性和规范性；2. 设计计算的准确性和合理性；3. 设计结果的优化改进程度；4. 学生团队的合作能力和实践操作能力；5. 学生团队对于课程设计所学知识的应用能力。
固定管板式换热器课设
江汉大学课题名称：固定管板式换热器设计系别：化学与环境工程学院专业：过控121班学号： 122209104119姓名：库勇智指导教师：杨继军时间： 2016年元月课程设计任务书设计题目：固定管板式换热器设计一、设计目的：1.实用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型的过程装备设计的全过程。
2.掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
3.掌握软件强度设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确可靠，正确掌握计算机操作和专业软件的实用。
4.掌握图纸的计算机绘图。
二、设计条件：设计条件单名称管程壳程物料名称循环水甲醇工作压力0.45Mpa 0.05Mpa操作温度40℃70℃推荐钢材10，Q235-A，16MnR换热面积60㎡推荐管长Φ=2532-39㎡40-75㎡76-135㎡2m 2．5 3m管口表符号公称直径用途a 200 冷却水金口b 200 甲醇蒸汽进口c 20 放气口d 70 甲醇物料出口e 20 排净物f 200 冷却水出口三、设计要求：1.换热器机械设计计算及整体结构设计2.绘制固定管板式换热器装配图（一张一号图纸）3.管长与壳体内径之比在3-20之间四、主要参考文献1.国家质量监督检验检疫总局，GB150-2011《压力容器》，中国标准出版社，2011.2.国家质量监督检验检疫总局，TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》，新华出版社，2009.3.国家质量监督检验检疫总局，GB151-1999《管壳式换热器》，中国标准出版社，1999.4.天津大学化工原理教研室，《化工原理》上册，姚玉英主编，天津科学技术出版社，2012.5.郑津样，董其伍，桑芝富主编，《过程装备设计》，化学工业出版社，2010.6.赵惠清，蔡纪宁主编，《化工制图》，化学工业出版社，2008。
7.潘红良，郝俊文主编，《过程装备机械设计》，华东理工大学出版社，2006。
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。
固定管板式换热器设计过程设备设计课程设计
目录令狐采学1.换热器选型和工艺设计31.1设计条件31.2换热器选型41.3工艺设计41.3.1传热管根数的确定41.3.2传热管排列和分程方法41.3.3壳体内径52 换热器结构设计与强度校核52.1 管板设计52.1.1管板材料和选型52.1.2管板结构尺寸62.1.3管板质量计算62.2法兰与垫片62.2.1管箱法兰与管箱垫片72.3 接管72.3.1接管的外伸长度82.3.2 接管位置设计82.3.3 接管法兰102.4管箱设计102.4.1管箱结构形式选择112.4.2管箱最小长度112.5 换热管122.5.1 布管限定圆122.5.2 换热管与管板的连接122.6 拉杆与定距管122.6.1 拉杆的结构形式132.6.2 拉杆的直径、数量及布置132.6.3 定距管142.7防冲板142.7.1防冲板选型142.7.2防冲板尺寸142.8 折流板152.8.1 折流板的型式和尺寸152.8.2 折流板的布置152.8.3 折流板重量计算153.强度计算163.1壳体和管箱厚度计算163.1.1 壳体、管箱和换热管材料的选择163.1.2 圆筒壳体厚度的计算173.1.3 管箱厚度计算183.2 开孔补强计算193.2.1 壳体上开孔补强计算193.3 水压试验193.4支座203.4.1支反力计算如下：203.4.2 鞍座的型号及尺寸214焊接工艺设计224.1.壳体与焊接224.1 .1壳体焊接顺序224.1.2 壳体的纵环焊缝234.2 换热管与管板的焊接234.2.1 焊接工艺234.2.2 法兰与短节的焊接234.2.3管板与壳体、封头的焊接244.2.4接管与壳体焊接24总结24参考文献251.换热器选型和工艺设计1.1设计条件1.2换热器选型 管程定性温度 壳程定性温度管壳程温差故初步选择不带膨胀节的固定管板式换热器（双管程）。
根据介质特性初步选择换热管材料为20号碳钢，壳体材料为Q245R1.3工艺设计1.3.1传热管根数的确定 已知换热管外径，内径，换热面积S=90,管程数为2。
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。
固定管板式换热器课程设计
固定管板式换热器课程设计目录1 前言 (4)1.1 换热器的应用: .................................................................................. 错误！未定义书签。
1.2 固定式管板换热器简介: (4)2 工艺计算 (6)2.1 设计任务书 (6)2.2 设计方案 (6)2.3确定物性数据 (6)2.4 估算传热面积 (7)2.5 工艺结构尺寸 (8)2.6 换热器核算 (10)2.6.1 热流量核算 (10)2.6.2 壁温核算 (12)2.7 换热器内流体的流动阻力 (13)2.7.1 管程阻力 ............................................................................... 错误！未定义书签。
2.7.2 壳程阻力 ............................................................................... 错误！未定义书签。
2.8 换热器的主要结构尺寸和计算结果 (14)3 换热器结构设计与强度校核 (17)3.1 壳体与管箱厚度的确定 (17)3.1.1 壳体和管箱材料的选择 (17)3.1.2 圆筒壳体厚度的计算及校核 (17)13.1.3 管箱厚度计算及校核 (18)3.2 隔板 (19)3.3接管设计 (20)3.3.1 壳程接管 (20)3.3.1 管程接管 (21)3.3.2 排液口、排气口 (22)3.4 开孔补强 (22)3.5 法兰与垫片 (22)3.5.1管箱法兰与封头法兰 (22)3.5.2 垫片 (23)3.6 管板设计 (24)3.6.1管板厚度设计 (24)3.6.2 换热管与管板连接方式 (25)3.6.3 换热管与管板连接拉脱力校核 (25)3.6.4 管板与筒体连接方式 (26)3.6.5 管板尺寸 (26)3.7接管位置确定 (26)3.7.1 壳程接管位置的最小尺寸 (26)3.7.2 管程接管位置的最小尺寸 (27)3.8 管箱和封头长度及与筒体的连接方式 (27)3.9 折流板 (28)3.9.1 折流板的形式和尺寸 (28)3.9.3 折流板的布置 (28)3.10 拉杆、定距管 (28)23.10.1拉杆尺寸 (29)3.10.2 定距管 (29)3.11 防冲板 (29)3.12 旁路挡板 (30)3.13保温层 (30)3.14 鞍座 (30)3.14.1 鞍座安装尺寸 (30)3.14.2 鞍座尺寸: (30)总结 (32)参考文献 (33)31前言1.1换热器的应用:在工业生产中，换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，是流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足工艺流程上的需要。
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。
化工原课程设计[1]
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化工原理课程设计设计题目：固定管板式换热器指导教师：程谦伟班级：食品08级姓名：组长：黄文华查阅资料、画图副组长：李柳娟计算、画图组员：李国华设计、画图杨玫计算、画图卢西文核算、画图刘志强设计、画图2011 年 1 月20 日目录设计题目 (1)说明书编写要求 (5)设计任务书 (6)一、设计方案 (8)1.设计方案的选择 (8)1.1方案简介 (8)1.2设计的一般原则 (9)1.3换热器类型的选择 (10)2.流程安排 (13)2.1 列管式换热器的选用 (13)2.2加热剂或冷凝剂的选择 (14)2.3流体进口温度的确定 (14)2.4流体流速的选择 (15)2.5 管子的规格和排列方法 (16)2.6 折流挡板和支承板 (18)2.7 外壳直径的确定 (19)2.8 材料选用 (20)2.9流动空间及流速的确定 (21)二、确定物性数据 (20)三、计算总传热系数 (21)1.热流量 (21)2.平均传热温差 (21)3.冷却水用量 (22)4.总传热系数K (22)四、计算换热面积 (23)五、工艺结构尺寸 (23)1.管径和管内流速 (23)2.管程数和传热管数 (23)3．平均传热温差校正及壳程数 (24)4.传热管排列和分程方法 (24)5.壳体内径 (25)6.折流板 (25)7.接管 (25)六、换热器核算 (26)1.热量核算 (26)2.换热器内流体的流动阻力 (28)3.换热器主要结构尺寸和计算结果 (30)设备结构图（附图） (31)主要符号说明 (32)七、设计心得 (33)参考文献 (36)评语 (29)广西工学院生物与化学工程系化工原理课程设计说明书设计课题：大豆油换热器的设计说明书编写要求：化工原理课程设计由说明书和图纸两部分组成。
设计说明书为打印稿，包括所有论述、原始数据、计算、表格等，设计说明书一般不少于3000字，设计（论文）任务书装订于说明书的前页，其设计说明书具体书写格式及内容如下:1、标题页2、设计任务书3、目录4、设计方案简介5、工艺流程草图及说明6、工艺计算及主体设备设计7、辅助设备的计算及选型8、设计结果概要或设计一览表9、对本设计的评述10、附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）11、参考文献12、主要符号说明化工原理课程设计任务书一、设计课题大豆油换热器的设计二、设计任务1、处理量：2000kg/h 大豆油2、设备型式：列管式（固定管板式）换热器3、操作条件：a.大豆油：入口温度133°C，出口温度40°Cb.冷却介质：循环水，入口温度30°C，出口温度40°Cc.允许压降：不大于105Pa三、设计要求1.设计一个固定管板式换热器2.设计内容包括：a.热力设计b.流动设计c.结构设计d.强度设计3．设计步骤：（1）根据换热任务和有关要求确定设计方案（2）初步确定换热器的结构和尺寸（3）核算换热器的传热面积和流体阻力（4）确定换热器的工艺结构四、设计原则：1．传热系数较小的一个，应流动空间较大，使传热面两侧的传热系数接近；2．换热器减少热损失；3．管、壳程的决定应做到便于除垢和修理,以保证运行的可靠性；4.应减小管子和壳体因受热不同而产生的热应力.从这个角度来讲,顺流式就优于逆流式；5.对于有毒的介质或气相介质,必使其不泄露,应特别注意其密封性,密封不仅要可靠,而且应要求方便及简洁；6.应尽量避免采用贵金属,以降低成本。
固定管板式换热器课程设计
固定管板式换热器课程设计
设计要求：
1.设计一台固定管板式换热器，工作流体为液体A和液体B，A的流量为1000m3/h，B的流量为800m3/h。
2.液体A的入口温度为120°C，出口温度为80°C；液体B的入口温度为50°C，出口温度为70°C。
3. 换热器的管子和板的材料为不锈钢，厚度为2 mm，管子直径为25 mm，板的间距为35 mm。
4.液体A和液体B之间的换热系数为1800W/(m2·°C)。
5.计算换热器的传热面积、换热面积密度和热负荷。
设计步骤：
1.确定换热器的传热面积：根据液体A和液体B的流量和温度差计算平均传热面积，公式为：
A=Q/(U×ΔΤ)，其中Q为传热量，U为换热系数，ΔΤ为温度差。
Q=m×Cp×ΔΤ，其中m为质量流量，Cp为比热容，ΔΤ为温度差。
将上述公式代入第一公式中，即可得到传热面积A。
2.计算换热器的传热面积密度：换热面积密度为传热面积与设备有效体积的比值，公式为：
AD=A/V，其中V为设备有效体积。
3.计算换热器的热负荷：热负荷为单位面积的传热量，公式为：
Q/A。
4.优化设计：根据所得的热负荷和传热面积密度，结合实际需求和经验，对设计进行优化，调整管子和板的数量、尺寸等参数。
以上为固定管板式换热器的课程设计步骤，通过计算和优化设计，可以得到符合实际应用要求的换热器。
希望本设计能帮助你更好地理解和应用固定管板式换热器。
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
化工原理课程设计设计题目：固定管板式换热器的设计学院：生命科学与技术学院班级：生物工程13-1班姓名：张锦玉学号：20131106004指导老师：阿不都吾甫尔·肉孜时间：2015年12月23日精选资料设计任务书一、设计题目：有机物冷却器的设计（第1组）二、设计任务及操作条件1.处理能力：0.6万吨/年2.设备形式：列管式换热器3.操作条件：（1）有机物：入口温度86°C出口温度30°C（2）冷却介质：自来水入口温度18°C出口温度26°C （3）允许压降:不大于100Kpa（4）有机物定性温度下的物性数据：密度815kg/m3,粘度7.0*10-4pa.s比热容2.15kj/(kg.°C)导热系数0.140W/m.°C(5)每年按310天计，每天24h连续运行三、设计适宜的列管换热器1.传热计算2.管，壳程流体阻力的计算3.计算结果表4.总结目录1.概述 (1)2.设计标准 (1)3.方案设计和拟定 (1)4.设计计算 (2)4.1确定设计方案 (2)4.1.1流动空间选择 (2)4.2确定物性数据 (3)4.3设计总传热系数 (3)4.3.1热流量 (4)4.3.2平均传热温差 (4)4.3.3冷却水用量 (5)4.3.4总传热系数K (5)4.4计算传热面积 (5)4.5工艺结构尺寸 (5)4.5.1管径和管内流速 (5)4.5.2管程数和传热管数 (6)4.5.3传热管排列和分程方法 (6)4.5.4壳体内径 (6)4.5.5折流板 (6)4.6换热器核算 (7)4.6.1热量核算 (7)4.6.1.1壳程对流传热系数 (7)4.6.1.2管程对流传热系数 (8)4.6.1.3传热系数K (9)4.6.1.4传热面积A (9)4.6.2换热器内流体的流动阻力 (9)4.6.2.1管程流动阻力 (9)4.6.2.2壳程阻力 (10)4.6.2.3换热器主要结构尺寸和计算结果 (11)5.设计小结 (12)6.参考文献 (12)7.附图表 (13)8.符号说明 (14)1．概述换热器是实现将热能从一种流体传至另一种流体的设备，在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用，并占有十分重要的地位。
(完整word版)固定管板式换热器课程设计
列管换热器工艺设计1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数：选用25 2.5 的换热管则换热管数目：n Ap 110737.5根l d0 2.5 3.14 0.019故n 738 根管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。
2、管子排列方式的选择（1）采用正三角形排列（2）选择强度焊接,由表1.1 查的管心距t=25mm。
（3）采用正三角形排列，当传热管数超过127 根，即正六边形的个数a>6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。
不同的a值时，可排的管数目见表1.2。
具体排列方式如图1，管子总数为779 根。
图1.1 折流板的管孔及换热管及拉杆分布3、壳程选择壳程的选择：简单起见，采用单壳程。
4、壳体内径的确定换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。
壳体的内径需要圆整成标准尺寸。
以400mm 为基数，以100mm 为进级档，必要时可以50mm 为进级档。
对于单管程换热器，壳体内径公式 D t(b 1) (2~ 3)d0式中，t 为管心距，单位mm；d0 为传热管外径，单位mm 对于正三角形排列b 1.1 n将n 779 代入，得到b 30.7 取31，D t(b 1) 2.5d 0 797.5结合换热管的排布图稍加圆整可选定D 800mm列管换热器零部件的工艺机构设计1、折流板的设计（1）、折流板切口高度的确定经验证明，20%的切口最为适宜：因此可取h 0.2D 0.2 800 160mm 切口高度h 确定后，还用考虑折流板制造中，可能产生的管控变形而影响换热管的穿入，故应将该尺寸调整到使被切除管孔保留到小于1/2 孔位。
验证：h （t 32） 11.08不合适，调整为h 165mm2）、确定折流板间距初步取B D5 160mm圆整取B 200mm 板数结合后边甲醇蒸汽进口管的位置，数目取10 块（3）、折流板的排列方式水平切口用得最普遍，这种排列可造成流体激烈扰动，增大传热系数，甲醇流体也是清洁的，因此本设计采用水平缺口排列方式。
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江汉大学课题名称: 固定管板式换热器设计系别: 化学与环境工程学院专业: 过控１21班学号: 1222091０４119姓名: 库勇智指导教师: 杨继军时间: 2016年元月课程设计任务书设计题目:固定管板式换热器设计一、设计目得:1.实用国家最新压力容器标准、规范进行设计,掌握典型得过程装备设计得全过程、2.掌握查阅与综合分析文献资料得能力,进行设计方法与设计方案得可行性研究与论证。
3.掌握软件强度设计计算,要求设计思路清晰,计算数据准确可靠,正确掌握计算机操作与专业软件得实用。
4.掌握图纸得计算机绘图。
二、设计条件:设计条件单管口表三、设计要求:1。
换热器机械设计计算及整体结构设计2、绘制固定管板式换热器装配图(一张一号图纸)3。
管长与壳体内径之比在3-2０之间四、主要参考文献1.国家质量监督检验检疫总局,GＢ150—2０１1《压力容器》,中国标准出版社,２011。
2。
国家质量监督检验检疫总局,ＴSG R０00４-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》,新华出版社,20０9、3.国家质量监督检验检疫总局,GB151—1999《管壳式换热器》,中国标准出版社,19９９、4、天津大学化工原理教研室,《化工原理》上册,姚玉英主编,天津科学技术出版社,2012、5、郑津样,董其伍,桑芝富主编,《过程装备设计》,化学工业出版社,2010。
6。
赵惠清,蔡纪宁主编,《化工制图》,化学工业出版社,２0０８。
7.潘红良,郝俊文主编,《过程装备机械设计》,华东理工大学出版社,20０6、８。
E.U、施林德尔主编,《换热器设计手册》第四卷,机械工业出版社,１98９。
前言换热设备就是用于两种或两种以上流体间、一种流体一种固体间、固体粒子间或者热接触且具有不同温度得同一种流体间热量(或焓)传递得装置。
换热器就是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一,其正确得设置,性能得改善关系各部门有关工艺得合理性、经济性以及能源得有效利用与节约,对国民经济有着十分重要得影响。
在炼油、化工装置中换热器占总设备数量得４0％左右,占总投资得３0%-45%、随着节能技术得发展,应用领域不断扩大,利用换热器进行高温与低温热能回收带来了显著得经济效益。
在工业生产中,换热设备得主要作用就是使热量由温度较高得流体传递给温度较低得流体,使流体温度达到工艺过程规定得指标,以满足工艺过程上得需要。
此外,换热设备也就是回收余热、废热特别就是低品位热能得有效装置。
换热器得型式繁多,不同得使用场合使用目得不同。
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。
根据管壳式换热器得结构特点,可分为固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式与釜式重沸器五类。
固定管板式换热器固定管板式换热器结构简单,制造成本低,管程清洗方便,管程可以分成多程,壳程也可以分成双程,规格范围广,故在工程上广泛应用。
壳程清洗困难,对于较脏或有腐蚀性得介质不宜采用。
当膨胀之差较大时,可在壳体上设置膨胀节,以减少因管、壳程温差而产生得热应力、固定管板式换热器得特点就是:1、旁路渗流较小;2、锻件使用较少,造价低;３、无内漏;４、传热面积比浮头式换热器大２0%～30％。
固定管板式换热器得缺点就是:1、壳体与管壁得温差较大,壳体与管子壁温差ｔ≤5０℃,当t≥50℃时必须在壳体上设置膨胀节;2、易产生温差力,管板与管头之间易产生温差应力而损坏;3、壳程无法机械清洗;４、管子腐蚀后连同壳体报废,设备寿命较低。
固定管板式换热器得机械设计除了最关键得换热板片以外,还有两块墙板,我们称为框架板与压力板,框架板为外侧不可活动得墙板, 压力板为换热板片另一侧得可用拉杆螺栓调整位置得墙板;数根拉杆螺栓,用来加紧框架板与压力板;立柱;上下导杆,连接在框架板与立柱之间,用来支撑并给压力板与换热、半片导向;框架板与立柱上可安装底脚底脚,用于固定机器。
除此以外,还可以有法兰,过滤器,温度计与压力计等一系列附件。
固定管板式换热器管束连接在管板上,管板与壳体焊接。
其优点就是结构简单紧凑,能承受较高得压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时易于堵管或更换;缺点就是当管束与壳体得壁温或材料得线膨胀系数相差较大时,壳体与管束中将产生较大得热应力。
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、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高得场合。
主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱(又称顶盖或封头)与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、管箱与后端结构分别与壳体两端得法兰用螺栓相连,检修或清洗时便于拆卸。
换热器设计得优劣最终要瞧就是否适用、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、安全可靠得换热器得产生,要求在设计时精心考虑各种问题、准确得热力设计与计算,强度与工艺条件。
ﻩ目录一、设计计算1.工艺条件………………………………………………、１１2.计算（1）管子数n……………………………………、、、.、、。
、。
１1 （2）管间距得确定…………………………………….。
１２（3）换热器壳体直径得确定…………………………。
、12（4）换热器壳体壁厚得计算………………………….。
12（5）换热器封头选择…………………………………。
.13（6）容器法兰选择……………………………………。
.13（7）管板尺寸得确定…………………………………。
14（8）管箱………………………………………………、、14（9）折流板设计……………………………………….、14（10）支座……………………………………………１5（11）开孔补强 (15)（12）管子脱拉力计算………………………………１6（13）就是否安装膨胀节....................................1７（14）接管、法兰 (18)（15）连接紧固件 (20)（16）防冲板.............................................。
.、、20 （17）水压试验 (20)二、结构连接…………………………………………………２１１.换热管与管板得连接……………………………….。
、21 2。
管板与壳体,管箱得连接……………………………2１3.管法兰与接管得连接…………………………………２2三、设备总装………………………………………………….2３四、个人总结 (26)一、设计计算1、工艺条件2、计算(1)管子数n选得无缝钢管,材质20号钢,管长3m。
因为所采用正三角形排列,正三角形排列比较紧凑,在一定得壳径内可排列较多得管子,且传热效果好,但管外清洗较为困难。
而正方形排列,管外清洗方便,适用于壳程中得流体易结垢得情况,其传热效果较正三角形差些。
以上排列方式中最常用得就是正三角形错列,用于壳侧流体清洁,不易结垢,后者壳侧污垢可以用化学处理掉得场合、由《化工原理》上册附录２８查得中心排管为２3,换热器内管子总根数为４6７,取拉杆数为10,所以实际管数4５7根管程分程,管程数取1层(２)管间距得确定由于换热管外径为25mm,《化工原理》上册附录28得管间距。
(3)换热器壳体直径得确定式中——换热器内径,mm;—-正六角形对角线上得管子数,中心排管数——最外层管子得中心到壳壁边缘得距离,取ｍm。
故 mm圆整后取壳体内径(4)换热器壳体壁厚得计算材料选用Q３４5R,计算壁厚式中--计算压力,取ﻫ故因为,所以取。
查HG/T2０５80-205８1—２01１《化工设备手册》腐蚀裕量,对Ｑ345Ｒ钢板负偏差。
圆整后取。
(5)换热器封头选择左右封头均选用标准椭圆形封头,根据ＪB/T ４746-2002标准,封头为,曲面高度,直边高度,材料选用Ｑ3４5R 。
(6)容器法兰得选择材料选用２0号钢。
根据ＪB/T 4７01－2000标准,选用DN800,得平封面甲型平焊法兰。
DN=800mm;Ｄ＝93０m ｍ;(7)管板尺寸得确定选用固定式换热器管板型,并兼作法兰,材料选用1６Mn 锻件。
直径D＝930mm,厚度管板 尺寸查GB151-1999,则管板管孔直径为25。
25m ｍ、(8)管箱公称直径DN=800mm 厚度为6ｍm 由于壳层为甲醇,较清洁,可选结构为封头管箱,管箱筒节长l=４00mm 。
(９)折流板设计折流板选用弓形,高度折流板间距取500mm;查G Ｂ151-19９9《管壳式换热器》5.9表34得折流板最小厚度为６ｍm,折流板外径为DN-４、5即795。
５m ｍ,查５、9表３９管孔直径为2５.8mm,材料为Q235—Ａ钢、 图2-2容器法兰图2-1 换热器封头拉杆查ＧＢ151-1999《管壳式换热器》表43与4４选用直径,数量8根,材料为Q23５-A钢。
(10)支座采用双鞍座,根据JB/T ４７12－20０7,鞍座DＮBI8０0－S,选用120度包角, Ｌ＝２５０0mm,LB=0、6L=1500ｍｍＡ＝0。
2L=５00mm。
鞍座材料选用Q2３5-A,垫板材料选用1６MｎR。
查JB/T４７１2.1-20０７,鞍座得各部分尺寸为:鞍式支座得结构参数(ＪB/T4712.1-2007)(11)开孔补强根据GB15１—1999《管壳式换热器》换热器壳体与封头上得接管处开孔需要补强,常用得结构就是在开孔外面焊上一块与容器壁材料与厚度都相同,即6ｍｍ厚得１6ＭnR钢板。
其补强结构如图所示、图2-3开孔补强结构(12)管子拉脱力计算计算数据按表1选取。
表1项目管子壳体操作压力/ＭＰ a 0.４ 5 ０.05材质２0钢16MnR线膨胀系数/(1/℃)弹性模量／ＭＰa许用应力/ MPa130１89尺寸/mm管子根数４57管间距／mｍ３２管壳壁温差/℃管子与管板得连接方式强度胀接胀接长度/mｍ在操作压力下,管子每平方米胀接周边上所受到得力其中,温差应力导致管子每平方米胀接周边上所受到得力 其中由上述计算有由于管子与管板得连接采用强度胀接,管子得许用拉脱力远小于０、5倍材料得许用应力。
因此,拉脱力在许用范围内、（13） 计算就是否安装膨胀节；mm n d d A i o t 6.80717457)2025(414.3)(42222=⨯-⨯=-=π管、壳壁温差所产生得轴向力:；)(109.0)(9.90454725.7948138.1161N N A F t t ⨯==⨯==σ压力作用于壳上得轴向力: 其中ﻫﻫ=７7６65、9(N)则压力作用于管子上得轴向力:则根据ＧB １5１-19９9《管壳式换热器》得设计规定,在考虑热应力得情况下管子与壳体上得应力均小于3倍得许用应力,实际所求得应力均较小,满足设计要求,故本换热器不必安装膨胀节。