列管式换热器说明书
列管式换热器
增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系 数，减少污垢在管子表面上沉积的可能，即降低 了污垢热阻，使总传热系数增大，从而较小换热 器的传热面积。但是流速增加，又使流动阻力增 大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经 济衡算才能确定。
若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，则不存在 确定流体两端温度的问题。若其中一流体仅已知进口温度，则
式中：d1----换热管的内径，为0.02m d0----换热管的外径，为0.025m
由于L’数值太大，换热器不可使用单管程的 形式，必须用多管程。我们选择管程的长 度为6m，则Nt=L’/6=26/6≈4.(管程数通常选 择偶数)
R=(T1-T2)/(t2-t1)=1.155 P=(t2-t1)/(T1-t1)=0.381 根据R，P的值，查食品工程原理教材中图425(S)，得温度校正系数 φ=0.92 > 0.8，说明换热器采用单壳程，四 管程的结构是合适的。 Δtm=φ×Δtm逆=0.92*61.84=56.89℃。
计时冷却水两端温度差可取为5-10℃。
常用换热管规格有ø19×2mm, ø25×2mm(不锈 钢）, ø25×2.5mm（碳钢）, 排列方式：正方形直列、正方形错列、 三 角形直列、三角形错列、同心圆排列
当流体流量较小或传热面积较大而需要管 数很多时，又是会使管内流速较低，因而 对流传热系数较小。为了提高管内流速， 可采用多管程。但是程数过多，导致管程 流动阻力加大，增加动力费用；同时多程 会使平均温度差下降； 管程数m= u—管程内流体的适宜速度，m|s u’—单管程时管内流体的实际速度，m|s
式中 ΔPi、ΔPr------分别为直管及回 弯管中因摩擦阻力引起的压强降， N/m2
列管换热器实验装置说明书
列管换热器实验装置说明书天津大学化工基础实验中心2011．10一、实验目的：本实验装置是以水蒸气-空气为传热介质，采用列管换热器对流换热，用于教学实验中，通过对列管换热器对流传热系数、总传热系数K 的测定，加深了解间壁传热的基本概念和基本理论，了解各种影响因素对传热效率的影响。
二、换热器实验简介：1、列管换热器传热系数的测定：管壳式换热器又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
这种换热器结构较简单，操作可靠，可采用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的换热器类型。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
总传热系数K 通过实验可测定 Om iS t Q K ⨯∆=（1）式中：K —列管换热器总传热系数，W/(m 2·℃)； Q i —管内传热速率，W ； S O —管外换热面积，m 2； m t ∆—平均温度差，℃。
m t ∆由下式确定： 逆m m t t ψ∆=∆ （2）12211221lnt T t T t T t T t m -----=∆）（）（逆 （3） 式中：t 1，t 2 —冷流体的入口、出口温度，℃； T 1，T 2 —热流体的入口、出口温度，℃；t w 逆 —逆流时平均温度差，℃；ψ—温差校正系数，由于实验用列管换热器采用单管程单壳程所以ψ=1。
管内换热面积： Lo d n S o o π= （4）式中：d O —内管管外径，m ；L O —传热管测量段的实际长度，m 。
由热量衡算式：)(12t t Cp W Q m m i -= （5）其中质量流量由下式求得：3600mm m V W ρ=（6） 式中： m V —冷流体在管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。
列管式换热器设计说明书
摘要：列管式换热器属于间壁式换热器，冷热流体通过换热管壁进行热量的交换。
参照任务书的任务量,需设计年冷却15000吨乙醇的列管式换热器，设计时先确定流体流程，壳程走乙醇，其进、出口温度都为80℃，相变放出潜热，井水走管程冷却乙醇，进口温度为32℃，出口温度为40℃。
再进行热量衡算、传热系数校核，初选冷凝器的型号，然后通过进行设备强度校核等一系列的计算和选型，最终确定的设计方案为固定管板式换热器，所选用型号为BEM400-2.5-30-9/25-2 Ⅰ，换热器壳径为400mm，总换热面积为27.79m2,管程为2，管子总根数为60，管长6000 mm,管束为正三角排列，两端封头选取标准椭圆封头。
关键词：列管式换热器，乙醇，水，温度，固定管板式。
Abstract:The tube type heat exchanger is a dividing wall type heat exchanger, fluids with different temperatures exchange heat by means of tube wall’s heat transfer.According to the assignment, A tube type heat exchanger which has a process capacity of .⨯41510t/a is needed. The ethanol flow in the shell,the temperature in the entrance and exits is 80℃.The water which cool the ethanol flow in tubes, the inlet and outlet temperatures are 32℃and 40℃.Then by taking series calculating to confirm the module of the heat exchanger . After the design of intensity designing and a series calculating and choosing , the last result of our design is the fasten-board heat exchanger. The style of the heat exchangeis9BEM400 2.530 225Ⅰ----, and the diameter of the receiver is400mm ,The area of the heat exchange is 27.79 m2, The heat-exchanger in cludes two tube passes,one shell passes and 60 tubes.And the length of tubes is 6000mm . Tubes are ranked of the shape of triangle ，the envelops are oval-shaped.目录1前言 (3)2设计条件 (3)3设计方案的确定 (3)3.1设计原则 (3)3.2结构初选 (4)4列管式换热器的设计计算 (10)4.1列管式换热器型号的初选 (10)4.2核算总传热系数： (13)5列管式换热器的初步计算及选型 (15)5.1试算并初选换热器规格 (15)5.2设计校核 (19)6设备尺寸的确定及强度校核 (22)6.1计算圆筒厚度 (22)6.2封头设计 (23)6.3拉杆定距管尺寸 (24)6.4管板 (25)6.5容器法兰 (26)6.6接管与接管补强 (27)6.7管箱的计算 (33)6.8折流挡板 (33)6.9焊接方式 (34)6.10支座 (34)6.11辅助设备 (38)7设计结果概要 (39)8课程设计心得 (40)9参考文献 (42)1前言艰辛知人生，实践长才干。
安装列管换热器的使用说明书1
列管换热器一、概述列管换热器是一种高效换热器。
它主要由传热板、定距柱、连接管、头盖及衬垫等部件组成。
两块厚约2.5～6mm的金属板卷成一对同心圆的螺旋形流道，流道始于中心，终于边缘。
中心处用隔板将两边流体隔开，甲、乙两流体在金属板两边的流道内逆流流动而实现了热交换。
本公司目前生产全逆流式结构的列管换热器。
二、列管换热器的工作特点和应用列管换热器的性能类似于板式换热器。
但也有其独特之处，其主要优点为：1、传热效率高。
列管换热器内介质螺旋型流动的离心力能增强湍流。
据实验，当Re=1400～1800时就能形成湍流，且因流阻较管壳式小而使流速可以提高，结果使传热系数K可提高至2.5倍。
此外，全逆流列管换热器的传热平均温差最大，这有助于提高传热效率。
2、结构紧凑，不用管材。
由于板型传热面的面积大，单位体积传热面可达44-100m2/m3，约为管壳式换热器的2～3倍，加之传热系数和平均温差都大，这就必然导致结构的紧凑和轻巧。
3、不易污塞。
由于单流道、高流速、污垢不易沉积，一旦有所沉积使流道截面减小随即导致流速增高，从而加强了对污塞物的冲刷作用。
这种“自洁”作用，管壳式换热器是没有的。
据统计显示，列管污塞的速率只及管壳式的十分之一。
4、能有效利用低温热源，精密控制温度。
由开双螺旋流道能较完全地形成逆流传热且流道较长，有助于降低换热器设计所允许的（两种介质之间）有利于连续均匀地换热或升降温度。
这就为利用一些低温热源（如地下热源）或精密控制介质温度提供了有利条件，从经验数据知道，板式和列管换热器的介质温差是最低的。
5、流阻较小。
试验表明，与同样条件的管壳式换热器相比，列管换热器的流阻较小。
列管换热器相对于列管式换热器，也有其自身的不足之处。
在设计、制造和安装使用过程中需要注意掌握的有以下几个方面：承压能力受限。
这一点在安装使用当中，要求用户按铭牌上的设计参数使用，不可超压和超温工作；以保证其安全使用。
容量受限。
由于单流道流通能力较小。
列管式换热器操作
1.启动
6）冷热介质如含有大颗粒泥砂或其它杂物应先进行 过滤 7）根据进出口压力温度指示，将阀门开启到预定参 数，保持稳定操作。 板式换热器的操作压力：一般低于1500kPa， 最高也不超过2000kPa； 板式换热器的操作温度：一般对合成橡胶垫圈 不超过130º C，压缩石棉垫圈低于250º C
列管式换热器的操作过程
1. 检查准备 2. 开车
3. 传热操作 4. 停车
1. 检查准备
⑴ 水压试验 ⑵ 气密试验 ⑶ 检查仪表及阀门
水压试验
2.
开车
(1)开车生产时，先通 入冷流体，再缓慢 通入热流体
(2)在通入热流体之前， 应先排除积水和污 垢，排除空气和其 他不凝性气体
2.
开车
(3)提前过滤和清除流体中 的颗粒固体杂质和纤维质 (4)根据工艺要求调节冷流 体的流量、加热蒸汽的压 力，使之达到所需温度
3.停车
(2)先缓慢地关闭控制泵流速 的阀门，再停止泵运行 (3)按同样的程序进行另一侧 的操作。 (4)换热器停止运行几天以上 ，则应将它放空，或根据 所处介质情况，进行清洗 或干燥。
板式换热器清洗
注意的内容
1、操作过程中，压 力应稳定，避免 忽高忽低 2、在运行过程中， 发现外漏，应在 卸压状态下进行 补加压紧。
2.设备运转
1) 对流速的调整应缓慢进行 2）开车后，通常不需要对板式换热器进行连 续监视，但需要对流体的供给压力大小、 流体的温度、板片组的密封是否发生泄漏 进行定期检查。
3.停车
要使换热器停止运行， 或泵要停止运行，按 下列程序操作： (1)首先确认是否有操作 规程，即哪一侧先停 止运行。 缓慢切断高压流体， 再切断低压流体。
安全操要点
列管式换热器设计说明
第一章列管式换热器的设计1.1概述列管式换热器是一种较早发展起来的型式，设计资料和数据比较完善，目前在许多国家中已有系列化标准。
列管式换热器在换热效率，紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器，但是它具有结构牢固，适应性大，材料范围广泛等独特优点，因而在各种换热器的竞争发展中得以继续应用下去。
目前仍是化工、石油和石油化工中换热器的主要类型，在高温高压和大型换热器中，仍占绝对优势。
例如在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜（或再沸器）和冷凝器、化工厂中蒸发设备的加热室等，大都采用列管式换热器[3]。
1.2列管换热器型式的选择列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分，主要有以下几种：（1）固定管板式换热器：这类换热器的结构比较简单、紧凑，造价便宜，但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。
因此，当管壁与壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏整个换热器。
为了克服温差应力必须有温度补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。
（2）浮头换热器：换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上来连接有一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。
这种型式的优点为：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。
其缺点为结构复杂，造价高。
（3）填料函式换热器：这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构与比浮头式简单，造价也比浮头式低。
但壳程内介质有外漏的可能，壳程终不应处理易挥发、易爆、易燃和有毒的介质。
化工原理课程设计列管式换热器
化工原理课程设计列管式换热器化工原理课程设计是化学工程学科的重要环节，其设计的目的是让学生在理论基础知识的基础上，能够熟练掌握工业化学反应装置和过程的设计方法，并能灵活运用各种装置和工艺条件来实现设备的最优化。
其中列管式换热器是常用于化工生产过程中的一种重要装置，本文将对其进行详细介绍。
一、列管式换热器的结构与原理列管式换热器是通过管壳型构造，由许多纵向的管子构成，管子两侧通过流体工质进行换热。
其主要结构包括壳体、管板、管束、进出口法兰等部分。
换热原理是将热量从高温的流体传给低温的流体，实现两种流体之间的热量交换。
二、列管式换热器的特点和应用列管式换热器具有结构简单、换热效率高、应用范围广、容易清洗维修等特点。
其在化工生产中广泛应用于热回收、冷却、加热等方面，如在石油、化工、冶金、食品、制药、造纸等行业的反应过程中都有重要的应用。
三、列管式换热器的设计方法在设计列管式换热器时，主要需考虑的参数有流体介质、流量、温度、压力等等，其中最核心的是确定热量传递系数与压降。
常用的设计方法有总热传系数法、等效径法、NTU法等。
其中总热传系数法是最常用的方法，其计算的公式为：1/U = 1/hi + Δx/k + Δy/ho其中U为总热传系数，hi、ho分别为热传分界面内的内、外热传系数，k为扩散系数（介质传热系数），Δx、Δy为介质的平均厚度与壁层厚度。
在设计时应根据具体情况选用合适的计算方法。
四、列管式换热器的操作和维护在使用列管式换热器时，应注意清洗维护工作。
由于该装置的结构特殊，应定期进行化学清洗，以避免沉积物和腐蚀物堵塞换热器内壁。
同时还应注意防止介质的过于浓缩，以免产生结晶、沉积、腐蚀等情况。
综上所述，列管式换热器是化工生产中不可缺少的一种装置，其结构特殊、应用范围广泛、换热效率高，并且容易维护操作，是值得研究和推广的一种装置。
在化工原理的课程设计中，学生能够通过对列管式换热器的深入理解和设计方案的完善，培养出创新思维和实际操作能力，为将来化工行业的发展奠定坚实的基础。
列管式换热器(设计举例)
三、平均传热温差
平均传热温差是换热器的传热推动力。其值不但和流体的进出口温度有关，而且还与换 热器内两种流体的流型有关。对于列管式换热器，常见的流型有三种：并流，逆流，和折流
对于并流和逆流，平均传热温差均可用换热器两端流体温度的对数平均温差表示， 即：
《列管式换热器》
t m t1 t 2 t ln 1 t 2
R
热流体的温降 T1 T2 冷流体的温升 t 2 t1 t t 冷流体的温升 1 2 两流体最初温差 T1 T2
(1—13 a )
P
式中
(1—13 b )
T1、T2 — 热流体进、出口温度， ℃； t1、t 2 — 冷流体进、出口温度， ℃.
《列管式换热器》
第- 称为管心距。管心距的大小主要与传热管和管板的连接方式有 关，此外还要考虑到管板强度和清洗管外表面时所需的空间。 传热管和管板的连接方法有胀接和焊接两种，当采用胀接法时，采用过小的管心距，常 会造成管板变形，而采用焊接法时，管心距过小，也很难保证焊接质量，因此管心距应有一 定的数值范围。一般情况下，胀接时，取管心距 t 1.3～1.5d 0 ；焊接时，取 t 1.25d 0 ( d 0
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一般要求 t 的值不得低于 0.8，若低于此值，当换热器的操作条件略有变化时， t 的 变化较大，使得操作极不稳定。 t 小于 0.8 的原因在于多管程换热器内出现温度交差或温 度逼近。在这种情况下，应考虑采用多壳程结构的换热器或多台换热器串联来解决。所需的 壳程数或串联的换热器的台数可按下述方法确定： 首先，在坐标纸上作 Q ～ T 和 Q ～ t 线，由热衡算方程知，若两流体的热容量流率不变则
《列管式换热器》
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列管换热器使用说明书
列管换热器使用说明书苏州市枫港钛材设备制造有限公司2010-8列管式冷却器使用说明列管式冷却器是冶金、化工、机械、能源、交通、轻工、食品等工业部门普遍采用的热交换装置.它适用于冷却、冷凝、加热、蒸发、废热回收等不同工况.由于其结构坚固，使用弹性大，适应性强，近些年来又对结构、工艺和材料等方面作了大量改进，使它的技术性能更趋于合理与先进.因此，在门类众多的热交换器中，管式换热器仍居于重要位置.二、结构与工作原理列管式冷却器由外部壳体、内部冷却体两大部份组成.由于具体结构方式的不同，从外部连接形式分为管螺纹式和法兰式；从安装形式分为卧式和立式；从浮动形式分为浮动盘式和浮动头式；从冷却管结构分为螺管式和翅片管式；从折流的结构分为弓形折流板、矩形折流板、双堰形折流板和圆形折流板等多种结构形式，均按具体条件选用.外部壳体包括：筒体、分水盖和回水盖.其上设有进、出油管和进、出水管，并附设排油、排水、排气螺塞、锌棒安装孔连温度计接口等.冷却体由冷却管、定孔盘、动孔盘、折流板等组成.冷却管两端与定、动孔盘连接；定孔盘和外体法兰连接，动孔盘可在外体内自由伸缩，以消除温度对冷却管由于热胀冷缩而产生的影响.折流板起强化传热及支承冷却管的作用.列管式冷却器的热介质是由筒体上的接管进口，顺序经各折流通道，曲折地流至接管出口.而冷却介质则采用双管程流动，即冷却介质由进水口经分水盖进入一半冷却管之后，再从回水盖流入另一半冷却管进入另一侧分水盖及出水管.冷介质在双管程流过程中，吸收热介质放出的余热由出水口排出，使工作介质保持额定的工作温度.三、使用与操作1、冷却器的基础必须足以使设备不发生下沉，在定孔盘头盖端应留足够的空间以便能从壳体内抽出管束，设备就位时应按吊装规范进行，待水平找正后拧紧地脚螺丝，连接冷热介质的进出管.2、冷却器启动前应放尽腔内的空气，以提高传热效率，其步骤：（1）、松开热、冷介质端的放气螺塞，关闭介质排出阀；（2）、缓慢打开热、冷介质的进水阀，使热、冷介质从放气孔溢出为止，然后拧紧放气螺塞，关闭进水阀.3、当水温升高5～10℃后，打开冷却介质的进水阀（注意：切忌快速打开进水阀，因冷却水大量流过冷却器时，会使换热器表面长期形成一层导热性很差的“过冷层”），再打开热介质的出入阀，使之处于流动状态，然后注意调整冷却介质的流量，使热介质保持在最佳使用温度.4、如果冷却水一侧发生电化腐蚀，可在指定位置安装锌棒.5、较脏的介质通过冷却器之前，应设有过滤装置.6、被冷却介质的压力应大于冷却介质的压力.四、保养与维修1、长期工作后，冷却管表面会积垢而增大热阻和流阻，使换热性能逐渐降低，以至不能保证冷却要求.显然，保养的重点应放在污垢清理，这里介绍几种清理方法：（1）、机械法a、采用电动清管工具.即由电动机带动一根柔性轴作旋转运动，轴端套有尼龙刷或钢丝刷进行旋转洗刷，并通过一个不漏水的罩把水注到轴的周围，以便及时洗刷出松的污垢.b、用一根圆管子，一端焊上与管子内径相仿的钢丝刷一边旋转一边推进，污垢可存积于管子内腔，不会产生污垢越积越厚使推进更困难，这种办法较常使用，但劳动强度大.（2）、采用高压泵（压力10～20Mpa）喷出高压水进行冲洗，效果较好，主要用于管间清洗.（3）、采用海绵球对换热管内进行自动清洗.根据不同的垢层采用不同硬度的海绵球，对于特殊的硬垢，可采用有一“带”状的金刚砂海绵球.其作用是利用较松软并富有弹性海绵球进入换热管内，海绵球受压缩与管子内壁均有接触，球与管壁产生相对运动，不断摩擦管壁，将沉积物除去.（4）、化学清理法：a、油侧清洗可用三氯乙烯溶液进行逆向循环清洗，溶液压力不大于额定工作压力.清洗时间视污垢情况而定，然后再将清水引入器内清洗，直至流出的水清洁为止.b、采用浸泡四氯化碳.将溶液灌入冷却器，历时15～20分钟后观看溶液颜色，若混蚀不堪，则更换新液重新浸泡，直至流出溶液与洁净颜色相仿为止，然后反复用清水冲洗，这种清洗应有良好的通风环境，以免中毒.此办法适应于油清洗.2、冷却器的故障多半由冷却管引起的.由于腐蚀、汽蚀、磨损而使管壁减薄和穿孔，也由于热胀冷缩，流体运动时产生的振动而造成的连接处及其它机械性损坏.冷却管破损后两种介质将互相渗合，应及时进行维修，其办法有：（1）、找出破损的冷却管，用管堵把两端堵死.管堵的锥度为3～5度之间，管堵材料硬度应低于或等于管子硬度，堵死的管子总数不得超过总数的10％.（2）、取出破损管，更换新管重新胀接.（3）、管端与管板连接处渗漏，应重新胀接.如果腐蚀严重，应更换管束.3、冬季停用的冷却器应放尽腔内介质，以防冻裂设备.4、冷却器拆卸及重新装配按下列步骤进行：（1）、关闭进出油、水阀门，放出滞留的介质，然后把冷却器从系统中拆卸下来.（2）、卸开回水盖及分水盖，检查密封圈、冷却管破损及积垢等情况.如果只进行管堵或更换冷却管可随即进行，如果需要拔出冷却管束必须从固定管板方向移出（大型的冷却器可采用竖直（固定管板朝下），然后用起吊设备吊起壳体即可露出管束.（3）、装配时按拆卸的逆过程进行，密封圈一般都应更换新的.（4）、安装后应分别进行先油侧后水侧的气密性试验，试验压力应大于实际工作压力的1.2 倍.五、故障与排除换热性能下降1、故障及产生原因（1）冷却水量不足；（2）腔内积气；（3）换热管壁积垢增大流阻和热阻；（4）机油浮化或冷却水有油水混合物；（5）回水盖与分水盖法兰连接处泄漏；（6）动、定孔盘与换热管连接处腐蚀而失去密封.2、排除方法（1）故障及产生原因①开大进水阀；②清理被阻塞的管路、阀门、滤网或换热管；（2）拧下螺塞排气；（3）选用适当方法，清洗换热管内外表面污垢；（4）①更换换热管；②用管塞堵死破损管（数量不大于10﹪）；（5）①拧紧两端盖上的螺丝；②更换密封垫；（6）更换管束. 附件：图纸。
《换热器说明书》word版
* 化工原课程设计 *换热器工艺初步设计学生姓名：学号：专业：环境工程班级：成绩：指导教师：设计时间：2012年12月20日至2013 年1月6日环境与生命科学系列管式换热器设计任务书一、设计任务及操作条件（1）处理能力：正戊烷23760kg/h；（2）设备型式：立式列管式换热器；（3）操作条件：①混合气体:入口温度51.7℃；②冷却介质:循环水,流量为70000kg/h入口温度32℃,出口温度35.67℃；③允许压强降：不大于5000000Pa；④每年按300天计算,每天24小时连续运行。
二、设计项目1．设计方案简介：设计工艺流程图；2．换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积；3．换热器的主要结构尺寸设计；4．主要辅助设备选型；5．绘制换热器总装配图。
三、设计时间2012年12 月20 日～2013 年1 月6日四、设计内容1．目录；2．设计题目及原始数据(任务书)；3．论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择；4．换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等)；5．设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)；6．主体设备设计计算及说明；7．参考文献。
目录1.简述 (4)2.方案设计和拟定 (5)3．换热器类型的选择 (6)3.1流动空间及流速的测定 (6)3.2确定物性数据 (7)3.3计算总传热系数 (7)3.3.1 热流量 (7)3.3.2平均传热温差 (7)3.3.3平均传热温差校正 (7)3.4估算传热面积 (8)3.5换热器结构尺寸的 (8)3.5.1 管径和管内流速 (8)3.5.2 管程数和传热管数 (8)3.5.3 传热管排列和分程方法 (9)3.5.4 壳体内径 (10)3.5.5 折流板 (11)3.5.6 接管 (11)3.5.6.1壳程进口接管: (11)3.5.6.2壳程出口接管: (11)3.5.6.3管程接管 (12)3.6换热器核算 (12)3.6.1 热量核算 (12)3.6.1.1 壳程对流传热系数 (12)3.6.1.2 管程对流传热系数 (12)3.6.1.3污垢系数 (13)3.6.1.4 传热系数K (13)A (13)3.6.1.5换热器的实际传热面积p3.6.2核算管壁温度w t (14)3.6.3 换热器内流体的流动阻力 (14)3.6.3.1计算压强降 (14)4. 换热器主要结构尺寸和计算结果 (16)附录 (17)参考文献 (18)列管式换热器设计书1.简述根据列管式换热器的结构特点，常将其分为固定管板式、浮头式、U形管式填料函式、滑动管板式、双管板式、薄管板式等类型。
列管式换热器
列管式换热器列管式换热器是一种常见的换热设备，通常用于多种工业领域，如化工、石油、电力、制药等。
它的工作原理是通过将一个或多个管道（称为管子）插入一个外壳中，并使热交换流体通过管子和壳体之间流动，以实现热量的传递。
设计举例：化工厂中的列管式换热器。
工艺要求：1.热源介质为低温烟气（300℃，2000Nm³/h）。
2.冷却介质为水（20℃，1000L/h）。
3.需要达到的换热效果：烟气温度降低到200℃以下。
设计步骤：1.确定换热面积：根据热负荷计算，烟气的热负荷（Q）为：Q = mcΔT其中，m为烟气质量流量，c为烟气比热容，ΔT为烟气温度差。
在本例中，m为2000Nm³/h，c取1000J/(kg·℃)，ΔT为300℃。
另外，换热器的换热系数（U）可以根据实际情况选择一个合适的数值。
假设U为1000W/(m²·℃)。
根据换热方程，换热面积（A）可由以下公式计算：Q = UAΔTlm其中，ΔTlm为对数平均温差，可根据进出口温度计算得到。
综上所述，可以计算得到所需的换热面积。
2.确定管子数量和布局：根据换热面积和设计要求，可以确定所需管子的数量和布局。
通常情况下，管子的数量选择为偶数，并且可以采用等间距布置。
3.材料选择：根据介质的性质和工艺要求，选择合适的材料用于制作管子和壳体。
常用的材料有不锈钢、镍合金、铜等。
4.热力设计：根据所需传热量、管子数量和进出口温度等参数，计算出每根管子的传热量。
同时，根据流体的流动参数，确定管子的直径和管道内流速。
一般情况下，可以保持流速在1-3m/s之间。
5.结构设计：根据换热器的实际需求和工艺要求，设计并确定壳体内部的分隔板、支撑杆等结构。
这些结构可以增强换热效果和传热效率，并帮助流体均匀分布。
6.安全设计：在列管式换热器的设计中，需要考虑各种安全因素，如压力、温度和泄漏等。
可以通过安全阀、温度控制器和泄漏检测器等装置来保障设备的安全运行。
化工原理课程设计-列管式换热器
XXX学院本科课程设计题目：列管式换热器的设计专业： XXXXXXXX学院： XXXXXXXXXX学院班级：XXXXXXX姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXX指导教师：XXXXXX浮头式换热器设计说明说书1概述1.1课程设计学习目的及其重要性设计是一项创造劳动，是设计者对许多构思加以综合，应用基础知识和专业知识去实现设计目标的一个过程。
化工原理课程设计是化工类相关专业的本科生运用化工原理及有关先修课程的基本知识去完成某一设计任务的一次较为全面的化工设计训练，可以增强我们独立学习，独立思考，独立分析的能力。
在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备的计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，课程实践是培养学生解决实际工程问题能力的有益实践。
通过课程设计，我们应该注重以下几个能力的训练和培养：1.初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序。
2.查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。
3.树立既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性，并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
4.提高运用工程语言表达设计思想的能力。
5.提高正确的进行工程计算和利用Auto CAD画图的能力。
6.提高用简洁明了的文字，清晰的图表来表达自己设计思想和撰写设计报告的能力。
1.2列管式换热器设计的重要性及其步骤1.2.1重要性：换热设备是化工工业应用典型的工艺设备，主要用于实现热量传递，使热量由高温流体传给低温物体。
一般来说，换热设备在化工厂装置中所占的比例在建设费用方面高达10%~40%。
因此从能源节省以及工厂投资的角度来讲，合理地选择和使用换热设备，可节省投资，降低能耗，具有重要意义。
随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。
为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术，已成为当前工业生产和人民生活中一个重要课题。
管壳式换热器设计说明书
E112 冷却器设计
2
换热器和喷淋式蛇管换热器。喷淋式蛇管换热器和沉侵式蛇管换热器相比，具有便于检 修、清洗和传热效果较好等优点。其缺点是喷淋不均匀。
图 1-1 蛇管的形状
套管式换热器是由两种不同直径的标准管子组装成同心圆的套筒， 然后由多段这种 套管连接而成。每一段套筒称为一程，每程的内管用 U 形弯管顺次连接，而外管则以支 管与下一程外管相连接。 由此组成多段同心圆套管换热器， 程数可根据传热要求而增减。 图 1-2 是套管式换热器的结构简图。它的优点是：1、结构简单 2、耐高压 3、传热面积 可根据需要增减 4、适当地选择内管和外管的直径，可使流速大增 5、冷、热流体可作 严格的逆流，传热效果好。缺点是单位传热面金属消耗量太大，检修、清洗和拆卸都比 较麻烦，在可拆连接处容易造成泄露。该类换热设备通常用于高温、高压、小流量流体 和所需传热面积不大的场合。
1
1.前言
1.1 常用换热器 换热器是实现热量传递过程的一种设备。在化工、炼油、动力、食品、轻工、原子 能、制药、机械以及航空航天等许多部门广泛应用。在电子产品领域，通过高效换热器 及时将产生的热量散发出去的研究，已经得到许多研究者的关注。在工业生产中，换热 器的主要作用是使热量有温度高的流体传递给温度低的流体， 使流体温度达到工艺过程 所需。此外，比如热管换热器，也是吸收利用低位热能的有效装置。 通常，在某些化工厂建设中，换热设备约占全部工艺设备投资 40%左右，而在炼油 厂的建设中换热设备所占投资比例更高[1]。 由此可见， 换热设备的设计， 选型在技术上， 经济上都是非常重要的问题。 换热器的按作用原理和传热方式可分为直接接触式，蓄热式，间壁式，中间载热体 式四种。间壁式换热器是在工业应用领域中应用最为广泛的，其形式多种多样，如管壳 式换热器和板式换热器。本设计所设计的固定管板式换热器就是间壁式换热器。 工程上对换热器的具体分类是将间壁式换热器分为管式换热器， 板面式换热器和其 他形式换热器。管式换热器是通过管子壁面进行传热的换热设备，按传热管的结构形式 不同大致可分为蛇管式换热器，套管式换热器，缠绕式换热器和管壳式换热器。板面式 换热器通过板面进行传热， 按传热板面的结构形式可分为螺旋板式换热器， 板式换热器， 板翅式换热器，板壳式换热器和伞板式换热器。 管壳式换热器又称列管式换热器，是目前应用最为广泛的换热设备，再设计、制造 和选用方面，许多国家都有相应的规范和标准。管壳式换热器是通过管子壁面进行传热 的换热设备， 换热设备中应用最为广泛。虽然在换热效率、结构紧凑和金属消耗量方 面不及其他类型的换热器，但它具有结构坚固，可靠性高，选材范围广，耐压，耐温， 操作弹性大等独特的优点。 管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器。 它包括:固定管板式换热器、 U 型 管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。 管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中 换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的 基本元件是折流板（或折流杆） 。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作 运行的安全可靠性。 下面介绍几种常用的换热器，用以与管壳式换热器作比较。 蛇管式换热器是把换热管（金属或非金属）按需要弯曲成所需的形状，如圆盘形、 螺旋形和长蛇形等。蛇管的形状如图 1-1 所示。其特点是结构简单、造价低廉、检修清 洗方便。对所需传热面积不大的场合比较适用，同时，因管子能承受高压而不易泄漏， 常被高压流体的加热或冷却所采用。按使用状态不同，蛇管式换热器又分为沉侵式蛇管
列管式换热器说明书
列管式换热器说明书⽬录⼀、设计任务 (2)⼆、概述与设计⽅案简介 (3)2.1 概述 (3)2.2设计⽅案简介 (3)2.2.1 换热器类型的选择 (3)2.2.2流径的选择 (5)2.2.3流速的选择 (5)2.2.4材质的选择 (6)2.2.5管程结构 (6)2.2.6 换热器流体相对流动形式 (6)三、⼯艺及设备设计计算 (6)3.1确定设计⽅案 (7)3.2确定物性数据 (7)3.3计算总传热系数 (7)3.4计算换热⾯积 (8)3.5⼯艺尺⼨计算 (8)3.6换热器核算 (10)3.6.1传热⾯积校核 (10)3.6.2．换热器内压降的核算 (11)四、辅助设备的计算及选型 (12)4.1拉杆规格 (12)4.2接管 (12)五、换热器结果总汇表 (13)六、设计评述 (14)七、参考资料 (14)⼋、主要符号说明 (14)九、致谢 (15)⼀、设计任务⼆、概述与设计⽅案简介2.1 概述在⼯业⽣产中⽤于实现物料间热量传递的设备称为换热设备，即换热器。
换热器是化⼯、动⼒、⾷品及其他许多部门中⼴泛采⽤的⼀种通⽤设备。
换热器的种类很多，根据其热量传递的⽅法的不同，可以分为3种形式，即间壁式、直接接触式、蓄热式。
间壁式换热器⼜称表⾯式换热器或间接式换热器。
在这类换热器中，冷、热流体被固体壁⾯隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁⾯传给冷流体。
该类换热器适⽤于冷、热流体不允许直接接触的场合。
间壁式换热器的应⽤⼴泛，形式繁多。
将在后⾯做重点介绍。
直接接触式换热器⼜称混合式换热器。
在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。
该类换热器结构简单，传热效率⾼，适⽤于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。
常见的设备有凉⽔塔、洗涤塔、⽂⽒管及喷射冷凝器等。
蓄热式换热器⼜称回流式换热器或蓄热器。
此类换热器是借助于热容量较⼤的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。
当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升⾼后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从⽽达到换热的⽬的。
列管换热器使用说明书_概述说明
列管换热器使用说明书概述说明1. 引言1.1 概述本篇文章是一份列管换热器使用说明书的概述说明。
列管换热器作为一种重要的传热设备，广泛应用于各个领域。
它具有高效、节能、可靠等特点，在工业生产和日常生活中起到了关键作用。
因此，正确理解和使用列管换热器对于提高能源利用效率，改善工艺性能，保证设备正常运行至关重要。
1.2 文章结构本文主要分为四个部分：引言、正文、使用说明书以及结论。
在引言部分，我们将对整篇文章进行概述并介绍其结构。
正文部分将详细介绍列管换热器的原理、构造和工作原理以及应用领域。
在使用说明书中，我们将提供列管换热器的安装指南、操作步骤和维护与保养方法。
最后，在结论部分，我们会总结列管换热器的优点和重要性，并展望其未来的发展方向。
1.3 目的撰写这篇文章的目的是为了向读者提供关于列管换热器相关知识和正确使用方法的指导。
通过深入了解列管换热器的原理、构造和工作原理，读者可以更好地理解其在各个领域中的应用。
此外，通过使用说明书的提供，读者能够正确安装、操作和进行维护与保养，以确保列管换热器的长期正常运行并发挥最佳性能。
以上就是“1. 引言”部分的内容介绍，请根据需要展开叙述，提供更加详尽的说明。
2. 正文：2.1 列管换热器原理列管换热器是一种常见的热交换设备，通过管道内部和外部的流体之间的传热来实现换热过程。
其原理基于传导、对流和辐射三种方式，通过将热量从一个介质转移到另一个介质来实现能量的转移。
在列管换热器中，管子内部通常是一种流体（如水或蒸汽），而管子外部通常是另一种流体（如空气或液态物质）。
这两种流体在不同温度下传递时，会产生温度梯度，并且由于温度差异而发生传热。
列管换热器具有高效率和紧凑的特点，因此在许多工业领域得到广泛应用。
2.2 列管换热器的构造和工作原理列管换热器由两个主要部分组成：壳体和管束。
壳体是一个容器，通常由金属制成，并具有进出口口和连接口。
壳体内包含着交错排列的管束，它们通过支撑装置固定在壳体内。
换热器设计说明书讲解
化学与材料工程学院学院应用化学专业换热器设计课程设计题目用于煤油换热的列管式换热器的设计说明书 1图纸 2指导教师熊静学生姓名段志鹏2014年 4 月列管式换热器设计任务书专业：应用化学班级： 11应化姓名：段志鹏学号： 11111103161 指导教师：熊静设计日期： 2014/4一、设计题目：煤油换热器设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理能力： 10万吨/年煤油设备型式：列管式换热器2、操作条件（1）煤油：入口温度 100 ℃出口温度 60℃（2）冷却介质：循环水入口温度 20 ℃出口温度50 ℃（3）允许压降：不大于0.1MPa（4）每年按300天计算，每天24小时连续运行。
3、设备型式固定板式换热器4、厂址温州瓯海三、设计内容1、概述2、设计方案的选择3、确定物理性质数据4、设计计算5、主要设备工艺尺寸设计6、设计结果汇总7、工艺流程图及换热器工艺条件图8、设计评述目录1、概述 (1)2、设计方案的选择 (3)2.1 选择换热器的类型 (3)2.2 流动空间及流速的确定 (4)3、确定物理性质数据 (5)4、设计计算 (5)4.1 计算总传热系数 (5)4.2 计算传热面积 (8)5、主要设备工艺尺寸设计 (8)5.1 管径尺寸和管内流速的确定 (8)5.2 管程数和传热管数 (8)5.3 传热面积、管程数、管数和壳程数的确定 (9)5.4 传热管排列和分程方法 (9)5.5 壳体内径 (10)5.6 折流板 (10)5.7 接管尺寸的确定 (12)6、换热器的核算 (12)6.1 热量核算 (12)6.2 换热器内流体的流动阻力 (14)7、设计结果汇总 (16)8、工艺流程图及换热器装配图 (16)8.1 工艺流程图（含CAD图）： (16)8.2 换热器装配图 (17)9、设计评述 (17)参考资料 (18)附录 (18)列管换热器设计说明书1、概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换，简称换热器。
管壳式换热器(列管式换热器)
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
3）、相关标准图
05R103 热交换站工程设计施工图集
01S122-1～10水加热器选用及安装
③ U型管换热器 每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。
非金属材料换热器 化工生产中强腐蚀性流体的换热，需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金属材料制作管壳式换热器。这类换热器的换热性能较差，只用于压力低、振动小、温度较低的场合。
[编辑本段]
管壳式换热器类型
由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：
3）、各类阀门和仪表的安装高度应便于操作和观察。
4）、加热器上部附件（一般指安全阀）的最高点至建筑结构最低点的垂直净距应满足安装检测的要求，并不得小于0.2m。
[编辑本段]
4、执行标准
1）、产品标准
《管壳式换热器》GB151-1999
《导流型容积式水加热器和半容积式水加热器(U型管束)》CJ/T 163-2002
流道的选择 进行换热的冷热两流体，按以下原则选择流道：①不洁净和易结垢流体宜走管程，因管内清洗较方便；②腐蚀性流体宜走管程，以免管束与壳体同时受腐蚀；③压力高的流体宜走管程，以免壳体承受压力；④饱和蒸汽宜走壳程，因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关,且冷凝液容易排出；⑤若两流体温度差较大,选用固定管板式换热器时，宜使传热分系数大的流体走壳程，以减小热应力。
化工原理课程设计--列管式换热器设计说明书(完整版)
东莞理工学院《化工原理》课程设计说明书题目：列管式换热器的设计学院：班级：学号：姓名：指导教师：时间：目录一．化工原理课程设计任务书 (4)1.1 设计题目：列管式换热器的设计 (4)1.2 前言 (4)1.3 合成氨工业概述 (5)1.3.1 合成氨工业重要性 (5)1.3.2 合成氨的原料及原则流程 (5)1.4 世界合成氨生产技术及进展 (6)1.4.1 国外合成氨技术现状及发展 (6)1.4.2 我国合成氨技术的基本状况 (6)1.5 概述 (7)1.5.1 换热器概述 (7)1.5.2 固定管板式 (8)1.5.3 列管换热器主要部件 (8)1.5.4 设计背景及设计要求 (10)二.热量设计 (11)2.1 设计条件： (11)2.2 初选换热器的类型 (11)2.3 管程安排(流动空间的选择)及流速确定 (12)2.4 初算换热器的传热面积SO (12)三.机械结构设计 (14)3.1 管径和管内流速 (14)3.2 管程数和传热管数 (14)3.3 换热器筒体尺寸与接管尺寸确定 (16)3.4换热器封头选择 (17)3.4.1 封头选型及尺寸确定 (17)3.4.2 封头厚度选取 (18)3.5 管板的确定 (19)3.5.1 管板尺寸 (19)3.5.2 管板与壳体的连接 (19)3.5.3 管板厚度 (20)3.6换热器支座及法兰选定 (20)3.7 换热器核算 (21)3.7.1管、壳程压强降计及校验 (21)3.7.2 总传热系数计算及校验 (23)四.设计结果表汇 (25)五.参考文献 (26)附：化工原理课程设计之心得体会 (26)一．化工原理课程设计任务书1.1 设计题目：列管式换热器的设计系（院）、专业、年级：学生姓名：学号：指导老师姓名：任务起止日期：1.2 前言换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造在换热器的材料具有抗强腐蚀性能。
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目录一、设计任务 (2)二、概述与设计方案简介 (3)2.1 概述 (3)2.2设计方案简介 (3)2.2.1 换热器类型的选择 (3)2.2.2流径的选择 (5)2.2.3流速的选择 (5)2.2.4材质的选择 (6)2.2.5管程结构 (6)2.2.6 换热器流体相对流动形式 (6)三、工艺及设备设计计算 (7)3.1确定设计方案 (7)3.2确定物性数据 (7)3.3计算总传热系数 (7)3.4计算换热面积 (8)3.5工艺尺寸计算 (8)3.6换热器核算 (10)3.6.1传热面积校核 (10)3.6.2．换热器压降的核算 (11)四、辅助设备的计算及选型 (12)4.1拉杆规格 (12)4.2接管 (12)五、换热器结果总汇表 (13)六、设计评述 (13)七、参考资料 (14)八、主要符号说明 (14)九、致 (15)一、设计任务二、概述与设计方案简介2.1 概述在工业生产中用于实现物料间热量传递的设备称为换热设备，即换热器。
换热器是化工、动力、食品及其他许多部门中广泛采用的一种通用设备。
换热器的种类很多，根据其热量传递的方法的不同，可以分为3种形式，即间壁式、直接接触式、蓄热式。
间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。
在这类换热器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。
该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。
间壁式换热器的应用广泛，形式繁多。
将在后面做重点介绍。
直接接触式换热器又称混合式换热器。
在此类换热器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。
该类换热器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。
常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。
蓄热式换热器又称回流式换热器或蓄热器。
此类换热器是借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。
当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高后，再与冷流体接触，将热量传给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。
此类换热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的回收或冷却。
其缺点是设备的体积庞大，且不能完全避免两种流体的混合。
工业上最常见的换热器是间壁式换热器。
根据结构特点，间壁式换热器可以分为管壳式换热器和紧凑式换热器。
紧凑式换热器主要包括螺旋板式换热器、板式换热器等。
管壳式换热器包括了广泛使用的列管式换热器以及夹套式、套管式、蛇管式等类型的换热器。
其中，列管式换热器被作为一种传统的标准换热设备，在许多工业部门被大量采用。
列管式换热器的特点是结构牢固，能承受高温高压，换热表面清洗方便，制造工艺成熟，选材围广泛，适应性强及处理能力大等。
这使得它在各种换热设备的竞相发展中得以继续存在下来。
使用最为广泛的列管式换热器把管子按一定方式固定在管板上，而管板则安装在壳体。
因此，这种换热器也称为管壳式换热器。
常见的列管换热器主要有固定管板式、带膨胀节的固定管板式、浮头式和U形管式等几种类型。
2.2设计方案简介2.2.1 换热器类型的选择根据列管式换热器的结构特点，主要分为以下四种。
以下根据本次的设计要求，介绍几种常见的列管式换热器。
1.固定管板式换热器这类换热器如图1-1所示。
固定管办事换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结余构简单；在相同的壳体直径，排管最多，比较紧凑；由于这种结构式壳测清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。
当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。
2. 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。
其缺点是管清洗困难；哟由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最程管间距大，壳程易短路；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。
3.浮头式换热器浮头式换热器的结构如下图1-3所示。
其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接，可在壳体沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。
浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从壳体抽搐，便与管管间的清洗。
其缺点是结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。
4.填料函式换热器填料函式换热器的结构如图1-4所示。
其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。
管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。
填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体抽出，管管间均能进行清洗，维修方便。
其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。
按照设计任务书的要求，冷流体流体果汁入口温度36℃，出口温度72℃，热流体是水，入口温度95℃，出口70℃，壳壁与管壁温差较大，基于这些要求，应选择填料函式换热器，填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体抽出，管管间均能进行清洗，维修方便。
2.2.2流径的选择在具体设计时考虑到尽量提高两侧传热系数较小的一个，使传热面两侧传热系数接近；在运行温度较高的换热器中，应尽量减少热量损失，而对于一些制冷装置，应尽量减少其冷量损失；管、壳程的决定应做到便于清洗除垢和修理，以保证运行的可靠性。
参考标准：（1）不洁净和易结垢的流体宜走管程，因管清洗方便；（2）腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀，且清洗、检修方便；（3）压强高的流体宜走管程，以免壳体同时受压；（4）有毒流体宜走管程，使泄漏机会减少；（5）被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果；（7）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，但也可在管采用多管程；（6）需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
（7）粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
综合以上标准，本次设计为果汁走壳程，水走管程。
2.2.3流速的选择由于增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。
但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。
故拟取流速为0.5m/s。
2.2.4材质的选择列管换热器的材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。
在高温下一般材料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。
同时具有耐热性、高强度及耐腐蚀性的材料是很少的。
目前常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、铜和铝等；非金属材料有石墨、聚四氟乙烯和玻璃等。
根据实际需要，可以选择使用不锈钢材料。
2.2.5管程结构换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和同心圆排列，如下图所示。
(a) 正方形直列（b）正方形错列(c) 三角形直列（d）三角形错列（e）同心圆排列正三角形排列结构紧凑；正方形排列便于机械清洗。
对于多管程换热器，常采用组合排列方式。
每程都采用正三角形排列，而在各程之间为了便于安装隔板，采用正方形排列方式。
管板的作用是将受热管束连接在一起，并将管程和壳程的流体分隔开来。
管板与管子的连接可胀接或焊接。
2.2.6 换热器流体相对流动形式换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。
顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。
逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。
在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小。
在完成同样传热量的条件下，采用逆流可使平均温差增大，换热器的传热面积减小；若传热面积不变，采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。
前者可节省设备费，后者可节省操作费，故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。
本次设计采用逆流的流动方式。
三、工艺及设备设计计算3.1确定设计方案3.1.1．换热器类型：填料函式换热器3.1.2．流体流动形式两流体的温度变化情况：热流体进口温度：95℃，出口温度：70℃；冷流体进口温度：36℃，出口温度：72℃。
为了增大平均温差，节省操作费用，本次设计采用逆流的流动方式。
3.1.3．管程安排考虑到水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下，所以使水走管程，果汁走壳程；由于果汁有弱酸性，又因不锈钢管较碳钢管有较好的抗酸腐蚀性，故选用mm 225⨯Φ的不锈钢管。
3.2确定物性数据定型温度：对于一般液体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进、出口温度的平均值。
故壳程果汁的定性温度为 ℃5427236T =+=管程流体的定性温度为 t=℃.58227095=+ 果汁在50℃下有关物性数据如下：30/1030m kg =ρ ；C kg J C p ︒⋅=/31830C m W ︒⋅=/8.500λ；S P 10.8130⋅⨯=-a μ水在80℃下有关物性数据：3/.8971m kg =ρ ；C kg J C p ︒⋅=/4195C m W ︒⋅=/674.0λ；S P 100.3553⋅⨯=-a μ3.3计算总传热系数3.3.1．热流量Kw h KJ kg h kg 49.95/103.44C 36)-(72C 3.183KJ//3000T C W Q 5P00T =⨯=︒⨯︒⋅⨯=∆=3.3.2平均传热温差 ∵221<∆∆t t ∴℃5.2822334221=+=∆+∆=∆t t t m 3.3.3水用量h kg W /328070)-(954.195103.44T C Q 5P T =⨯⨯=∆=3.3.4总传热系数K ①管程传热系数2874310355.08.9715.0021.0Re 3=⨯⨯⨯==-μρdu >4000(湍流区) 对流传热系数： ②壳程传热膜系数：假设14000=α 查[2]附图9得：管外污垢热阻C 00344.00R 20︒⋅=m 管污垢热阻C 00172.00R 2︒⋅=m i不锈钢热导率C /142︒⋅=m w λ C /5571400100172.00229.001425.0002.0021.0025.0000344.0021.00345425.00111300000︒⋅=+++⨯⨯+⨯+⨯=++++=m w R d bd d d R d d K m i i i i αλα3.4计算换热面积2m T 02.65.2855795490T K Q S'm =⨯=∆=考虑15%的面积裕度：263.6'15.1S m S == 3.5工艺尺寸计算3.5.1．管径和流速：取mm 225⨯Φ的不锈钢管 流速u=0.5m/s3.5.2.管程数和传热管数：依据传热管径和流速确定单程传热管数642.55.0021.0785.0)8.9713600/(3280422≈=⨯⨯⨯==u d q n i vs π（根） 按单管程计算，所需的传热管长度为：传热管长：m n d s 7.146025.014.393.6S L 0=⨯⨯==π 按单程管设计，传热管过长，宜采用多管程结构。