壳管式冷凝器
壳管式冷凝器
壳管式冷凝器的简单的设计使它 成为理想的用于各种各样的应用，冷 却液。最常见的应用之一是在发动机 的液压油冷却，变速器和液压动力包。 随着材料的正确选择，他们也可以用 来冷却或加热其他媒介，如游泳池的 水或空气。一种管壳式换热器大优势 是，他们往往容易服务，特别是模型 中的浮动管束（在管板没有焊接到外 壳）是可用的。
壳管式冷凝器
山东万合制冷设备有限公司
壳管式冷凝器是一类热交换器的 设计。是炼油厂和其他大的化学过程 的换热器最常见的类型，是适合高压 力应用。顾名思义，这种类型的换热 器由外壳（大型压力容器）和一束管 里面。一个流体穿过管，和另一种流 体流过管（通过壳）的两种流体之间 的热传递。管子的集合称为管束，可 由管的几种类型：平，纵肋，等。
管壳式换热器设计可以有很多变 化对管壳设计。通常，每个管的两端 连接到增压室（有时称为水盒）通孔 管。管可以在U形直或弯曲，称为U 型管。
在压水堆核电站称，大型换热器 称为蒸汽发生器两相，管壳式换热器 通常有U型管。他们是用来煮回收从 一个表面冷凝器水变成蒸汽驱动涡轮 机发电。大多数的管壳式换热器是1， 2，或4通管侧的设计。这是指在流 体管倍数通过在壳的流体。通过在一 个单一的换热器，流料应具有良好的导热性。 由于热量通过管从热到冷的一面，还有通过管的宽的温度 差。由于该管材料的热膨胀不同，在不同温度下的倾向， 热应力发生在手术。这是从流体自身压力的任何应力增加。 管的材料也应与管壳侧流体的工况条件下长期兼容（温度， 压力，pH值，等）以减少恶化，如腐蚀。所有这些要求很 强的精心选择，热传导性。能够很好的传热，管材料应具 有良好的导热性。由于热量通过管从热到冷的一面，还有 通过管的宽的温度差。由于该管材料的热膨胀不同，在不 同温度下的倾向，热应力发生在手术。这是从流体自身压 力的任何应力增加。管的材料也应与管壳侧流体的工况条 件下长期兼容（温度，压力，pH值，等）以减少恶化，如 腐蚀。所有这些要求强，仔细选择导热性，耐腐蚀，高质 量的管材料，通常是金属，包括铜合金，不锈钢，碳钢， 有色金属铜合金，因科镍合金，镍，镍基合金和钛。管材 料选择不当可能导致渗漏管壳双方造成交叉污染和可能的 流体压力损失之间的管。
管壳式冷凝器设计说明书
沉浸式
2.制冷剂的选择
工业上已采用的制冷剂很多，目前常用的有 氨（NH3）、氟利昂-12（CF2Cl2）、氟利昂-22 （CHF2Cl）等。氨是应用较广的中温制冷剂，有 较好的热力学性质和热物理性质，在常温和普通低 温范围内压力比较适中，单位容积制冷量大，在相 同制冷量的情况下，系统中的制冷剂循环量较少， 氨粘性小，流动阻力小，创热性能好，在制冷系统 中不会出现冰塞现象。虽然氨对人体有较大的毒性 ，氨确实具有强烈刺激臭味，正是由于这样，所以 极容易被检验出来，反而成为安全的保证。而且从 环境保护角度看，氨比氟利昂制冷剂优越很多。所 以选择氨作为制冷剂。
由于冷凝器的长径比有一定要求，一般L/D=3～8。若按单程设计L太长，超过上述长径比时，一般可采用多 管程解决。管程数为m，则 式中：L——按单程计算的管长，m； l——选定的每程管长，m；考虑到管材的合理利用，按管材一般出厂规格为6m长，故取l=6m。 采用12管程后，冷凝器的总管数为：
式中：D——壳体内径，mm； a——管心距，mm，a=48mm； b——最外层的六角形对角线（或同心圆直径）上的管数，查表可得b=27； e——六角形最外层管子中心到壳体内壁的距离。一般取，选取。
式中：s——外壳壁厚，cm； P——操作时的之内压力，（表压）；以tk为定性温度，由压焓图可查得：P绝对＝1.605×106Pa=160.5 N/cm2， 则：P表压＝160.5-10.1＝150.4 N/cm2。 ——材料的许用应力，钢管的=9810N/cm2； ——焊缝系数，采用双面焊缝=0.85 C——腐蚀裕度，其值在（0.1～0.8）cm之间，根据流体的腐蚀性而定；由于氨腐蚀性相对强一点，取C=0.7cm ——外壳内径，壳径的计算值应圆整到最靠近的颁布标准尺寸， 即=1400mm=140cm 即设计的外壳壁厚大于最小壁厚，符合要求。 同时，冷凝器的长径比L/D=6000/1420=4.23，符合L/D=3～8的要求。
蒸发器和冷凝器分类
一、冷凝器的种类及特点冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。
（一）水冷式冷凝器水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，靠水的温升带走冷凝热量。
冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。
水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。
1、立式壳管式冷凝器立式冷凝器的主要特点是：1°由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2? h?℃)。
2°垂直安装占地面积小，且可以安装在室外。
3°冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水。
4°管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作。
二、蒸发器分类：根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为两大类：(1)冷却液体载冷剂的蒸发器。
用于冷却液体载冷剂——水、盐水或乙二醇水溶液等。
这类蒸发器常用的有卧式蒸发器、立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器等。
(2)冷却空气的蒸发器。
这类蒸发器有冷却排管和冷风机。
以下主要介绍空调系统中常用的冷却液体载冷剂的蒸发器。
一、卧式蒸发器卧式蒸发器又称为卧式壳管式蒸发器。
其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。
按供液方式可分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。
1、卧式壳管式蒸发器卧式壳管式蒸发器是满液式蒸发器。
即载冷剂以1～2m/s的速度在管内流动，管外的管束间大部分充满制冷剂体，二者通过管壁进行充分的热交换。
吸热蒸发的制冷剂蒸汽，经蒸发器上部的液体分离器，进入压缩机。
为了保证制冷系统正常运行，这种蒸发器中制冷剂的充满高度应适中。
液面过高可能使回气中夹带液体而造成压缩机发生液击；反之，液面过低会使得部分蒸发管露出液面而不起换热作用，从而降低蒸发器的传热能力。
因此，对于氨蒸发器其充满高度一般为筒体直径的70～80％，对于氟利昂蒸发器充满高度一般为筒体直径的55～65％。
卧式壳管式蒸发器广泛使用于闭式盐水循环系统。
食工原理课程设计-管壳式冷凝器设计
食品工程原理课程设计管壳式冷凝器设计设计任务书华南农业大学食品学院食品工程原理课程设计任务书一、设计题目：管壳式冷凝器设计。
二、设计任务：将制冷压缩机压缩后的制冷剂(如F-22、氨等)过热蒸汽冷却、冷凝为过冷液体，送去冷库蒸发器使用。
三、设计条件：1．冷库冷负荷Q=学生学号最后2位数×100（kw）；2．高温库,工作温度0~4℃,采用回热循环。
3．冷凝器用河水为冷却剂，每班分别可取进口水温度:21~25℃(1班)、6~10℃(2班)、11~15℃(3班)、16~20℃(4班)、1~5℃(5班)。
4．传热面积安全系数5~15%。
四、设计要求：1．对确定的工艺流程进行简要论述；2．物料衡算、热量衡算；3. 确定管壳式冷凝器的主要结构尺寸；4. 计算阻力；5. 编写设计说明书(包括：①封面；②目录；③设计题目（任务书）；④流程示意图；⑤流程及方案的说明和论证；⑥设计计算及说明（包括校核）；⑦主体设备结构图；⑧设计结果概要表；⑨对设计的评价及问题讨论；⑩参考文献。
)；6. 绘制工艺流程图、管壳式冷凝器的结构图（3号图纸）、及花板布置图（3号或4号图纸）。
目 录1 前言 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 文献综述 (3)2 工艺说明及流程示意图 (3)2.1 工艺说明 (3)2.2 流程示意图 (3)3 设计方案的确定 (4)3.1 制冷剂的选择 (4)3.2 冷却剂的选择 (4)3.3 液体流入冷凝器空间的选择 (4)3.4 液速的选择 (4)3.5 冷却剂适宜出口温度的确定 (5)3.6 蒸发温度、冷库温度、制冷剂蒸发温度、冷凝温度确定 (5)4 设计计算及说明 (5)4.1 冷凝器型式的选择 (5)4.2 冷凝器的选型计算 (6)4.2.1 冷凝器的热负荷 (6)4.2.2 冷凝器的传热面积计算 (6)4.2.3 冷凝器冷却水用量 (7)4.3 管数、管程数和管束的分程、管子的排列 (7)4.3.1 管数 (7)4.3.2 管程数 (7)4.3.3 管束的分程、管子在管板上的排列方式 (8)4.3.4 管心距及偏转角 (8)4.4 壳体直径、壳体厚度计算 (8)4.4.1 壳体直径 (8)4.4.2 壳体厚度的计算 (8)4.5 计算校核 (9)4.5.1 实际流速 (9)4.5.2流体雷诺数及流体类型 (9)4.5.3传热系数K (9)4.5.3.1 管内冷却水的传热系数)(i a (9)4.5.3.2 管外制冷剂冷凝膜系数)(0a (10)4.5.3.3 以管内表面积为基准的Ki (10)4.5.4 传热面积计算及安全系数计算 (11)4.5.5 冷凝器的阻力 (11)4.4.6 回热的判断及热量衡算 (12)5 设计结果概要表 (13)6 设计评价及问题讨论 (13)6.1 设计评价 (13)6.2 设计问题及讨论 (14)6.2.1 设计问题 (14)6.2.2 问题讨论 (14)参 考 文 献 (15)附录 (15)1 前言1.1 设计意义食品工程原理作为食品科学与工程的最重要的专业课之一，学生要非常熟悉，并掌握其中的原理及懂得如何应用。
冷凝器分类
冷凝器是制冷装置的主要热交换设备之一。它的任务 是将压缩机排出的高压过热制冷剂蒸气，通过其向环 境介质放出热量而被冷却、冷凝成为饱和液体，甚至 过冷液体。
按照冷凝器使用冷却介质和冷却方式的不同，可以分为：
01
水冷式
02
空气冷却式 蒸发冷却式
03
（水-空气冷却式）
水冷式冷凝器
这种型式的冷凝器用水作为冷却介质，带走制冷 剂冷凝时放出的热量。冷却水可以一次性使用， 也可以循环使用。用循环水时，必须配有冷却塔 或冷水池，保证水不断得到冷却。根据其结构不 同，主要有壳管式和套管式。
蒸发式冷凝器特点：
①利用水汽化带走冷凝热，其所消耗的冷却水量只 是补给的散失水量，冷却水耗量少； ②蒸发式冷凝器进口空气湿球温度对换热量影响很 大。同样的冷凝温度和风量，进口湿球温度越小， 冷却水蒸发量越大，冷凝效果越好；
③蒸发式冷凝器耗水量小，所需空气量不足风冷式 1/2，因此特别适合于干燥缺水地区；
空气冷却式冷凝器
这种冷凝器以空气为冷却介质，制冷剂在管内冷 凝，空气在管外流动，吸收管内制冷剂蒸气放出 的热量。由于空气的换热系数较小，管外（空气 侧）常常要设置肋片，以强化管外换热。分为自 然对流式和强迫对流式两种型式。
自然对流式：
该冷凝器利用空气在管外流动 时吸收制冷剂排放的热量后， 密度发生变化引起空气的自由 流动而不断地带走制冷剂蒸气 的凝结热。它不需要风机，没 有噪声，多用于小型制冷装置。 如图所示：
淋水式冷凝器
这种冷凝器是靠 水的温升和水在 空气中蒸发带走 冷凝热量。主要 用于大、中型氨 制冷系统中。安 装时应该避免阳 光的直射。
特点：
1、结构简单，制造方便，漏氨时容易发现，维修方便， 清洗也方便
冷凝器的工作原理
冷凝器的工作原理冷凝器是一种常见的热交换设备，主要用于将气体或蒸汽中的热量转移到冷却介质中，使气体或蒸汽冷凝成液体。
冷凝器广泛应用于各个领域，如空调系统、冷冻设备、汽车发动机等。
一、冷凝器的基本原理冷凝器的工作原理基于热传导和热对流两个基本热传递过程。
当热量从高温区传递到低温区时，会产生温度差，从而产生热传导。
同时，通过冷却介质的流动，可以加速热量的传递，这就是热对流。
冷凝器通常由管道、换热管和冷却介质组成。
热量的传递过程主要包括以下几个步骤：1. 蒸汽或气体进入冷凝器。
在冷凝器中，蒸汽或气体会通过管道进入换热管。
2. 冷却介质流动。
冷却介质，如水或空气，通过冷凝器的外部或内部流动。
冷却介质的流动可以带走蒸汽或气体中的热量。
3. 热量传递。
蒸汽或气体中的热量通过换热管传递给冷却介质。
在换热管中，热量会通过热传导和热对流的方式传递给冷却介质。
4. 冷凝。
在冷却介质的作用下，蒸汽或气体中的热量被带走，使其温度降低。
当温度降低到一定程度时，蒸汽或气体会冷凝成液体。
5. 液体排出。
冷凝后的液体会通过管道从冷凝器中排出，继续进行下一步的工艺过程。
二、冷凝器的类型冷凝器根据不同的工作原理和结构形式，可以分为多种类型。
以下是常见的几种冷凝器类型：1. 水冷冷凝器：水冷冷凝器是最常见的冷凝器类型之一。
它利用冷却水来冷却蒸汽或气体，使其冷凝成液体。
水冷冷凝器通常由管道和冷却水系统组成。
2. 气冷冷凝器：气冷冷凝器使用空气作为冷却介质，通过空气的流动来冷却蒸汽或气体。
它适用于无法使用水冷冷凝器的场合，如地区缺水或环境恶劣的情况。
3. 壳管式冷凝器：壳管式冷凝器是一种常见的冷凝器结构形式。
它由外壳和内部的换热管组成。
蒸汽或气体通过换热管流动，而冷却介质则在外壳中流动。
壳管式冷凝器具有结构简单、换热效果好等优点。
4. 管束式冷凝器：管束式冷凝器是一种紧凑型的冷凝器结构。
它由多个平行排列的管束组成，蒸汽或气体通过管束流动，而冷却介质则在管束外部流动。
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器是一种常用于冷凝制冷循环系统中的设备。
冷凝是通过从冷却剂中提取
热量来将其冷却成液体的过程。
在制冷循环系统中，冷却剂被压缩成高压气体，然后通过
冷凝器流过，将热量散发到周围环境中，从而冷却成液体。
壳管式冷凝器是一种有效的冷
凝器设备，其冷却原理如下：
壳管式冷凝器由壳体和管束两部分组成。
壳体通常是圆筒形结构，有进出口连接，管
束则是由多根细管组成的。
在此结构中，冷却剂从进口进入壳体，然后通过细管流过，在
冷却剂和细管之间产生传热，从而实现将冷却剂冷却成液体的过程。
壳管式冷凝器的工作原理基于两种类型的传热：对流传热和传导传热。
对流传热是指
在热传递的时候通过流体的热对流使传热，而传导传热则是通过直接热传递的方式进行的。
在壳管式冷凝器中，传热主要是通过对流传热来实现的。
当冷却剂进入壳体中时，它涌入管束中的细管中。
细管中的高-pressure 冷却剂会导
致其温度升高，然后通过壳体和管束之间的热交换器散去热量。
热交换器的主要作用是提
供较大的表面积，以增加热量散发的速度和效率。
随着冷却剂在细管中的逐渐冷却，它会
逐渐被转变成液体，并在最终离开壳体时变成液体。
这样的壳管式冷凝器可以被用于任何需要降温的设备中。
无论是家用冰箱、空调系统
还是工业用制冷设备，壳管式冷凝器都被广泛应用。
此外，壳管式冷凝器还具有高效率、
低能耗、不易造成环境污染等优点，是目前广泛使用的一种制冷技术。
第四章 冷凝器和蒸发器
板式换热器（冷凝器、蒸发器）
Outlet refrigerant Inlet water
Inlet refrigerant Outlet water
2014/2
22
板式换热器（冷凝器、蒸发器）
A向 A B B向
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
制冷剂 水
23
2014/6/2
23
2014/6/2
二、冷凝器的热工性能
1. 不同冷凝器的传热性能比较
2014/6/2
9
卧式壳管式冷凝器的主要优点
传热系数较高，耗水量较少，操作管理方便，但是要 求冷却水的水质要好，清洗水垢时不太方便，需要停 止冷凝器的工作。 这种冷凝器一般应用在中、小型制冷装置中，特别是 压缩式冷凝机组中使用最为广泛。
2014/6/2
10
（3）套管式冷凝器
套管式冷凝器一般用于小型 氟利昂制冷机组，例如柜式空调 机、恒温恒湿机组等。
（1）立式壳管式冷凝器
工作原理： 水:冷却水从上部通入管内，吸热后排 入下部水池。顶部有配水箱和带斜 槽的导流管嘴。 通过斜槽沿切线方 向流入管中，沿管壁螺旋状向下流 动，形成一层水膜，提高冷却效果， 还可节水。 制冷剂：从中部进入管束外空间，冷 凝液沿管外壁流下，聚集于底部， 从出液管流出。 特点：占地小，无冻结危险，可安装 在室外，便于清除铁锈和污垢，对 水质要求不高；冷却水量较大，体 积笨重，多用于氨系统。
2014/6/2 14
空冷式冷凝器特点：
3. 采用空冷式冷凝器时，由于夏季室外温度较高，冷 凝温度较高，为获得同样的制冷量，压机的容量大
20%，且运行费用较高。
4. 空冷式机组多用于小型和移动式制冷机组及缺水地 区的氟利昂系统中。 5. 应防止冬季运行压力过低，蒸发器缺液，制冷能力 降低。
壳管式冷凝器课程设计
各专业全套优秀毕业设计图纸壳管式冷凝器课程设计第一部分：一：设计任务：用制冷量为KW 6.273的水冷螺杆式冷水机组，制冷剂选用a R 134，蒸发器形式采用冷却液体载冷剂的卧式蒸发器，冷凝器采用卧式壳管式。
二：工况确定 1：冷凝温度k t 确定：冷却水进口温度c t w ︒=321，出口温度c t w ︒=372，冷凝温度k t ：由c t t t m k ︒=++=++=405.523732221θ。
2：蒸发温度0t 确定:冷冻水进口温度c t s ︒=121，出口温度c t s ︒=72，蒸发温度0t ：由c t t t m s s ︒=-+=-+=25.727122210θ。
3：吸气温度c ︒7，采用热力膨胀阀时，蒸发器出口温度气体过热度为c ︒-53。
过冷度为c ︒5，单级压缩机系统中，一般取过冷度为c ︒5。
三：热力计算：1： 热力计算：制冷循环热力状态参数经过查制冷剂的参数可知，作表格如下：2热力计算性能（1）单位质量制冷量o q15424940351=-=-=hh q Kg KJ（2）单位理论功o w65.2440365.4271'20=-=-=h h w s Kg KJ（3）制冷循环质量流量m qs Kg qQ q m517.11546.2330===（4）实际输气量vs qs m v q qmvs/1.0066.0517.131=⨯=⋅=（5）输气系数λ：取压缩机的输气系数为 （6）压缩机理论输气量vh qs m qqvsvh3133.075.01.0===λ（7）压缩机理论功率o pKw wq p m4.3765.24517.10=⨯=⋅=(8)压缩机指示功率i pKw iip p 4485.04.370===η（9）制冷系数及热力完善度 理论制冷系数：25.665.24154000===w q ε 实际制冷系数：78.4449.06.2330=⨯===i m m i s p Q ηηεε 卡诺循环制冷系数：24.715.27515.31315.27500=-=-=T T T K c ε故热力完善度为：66.024.778.4===c s εεη （10）冷凝器热负荷 由=-+=is h h h h η1212kg kJ /432，则kg kJ h h q Q m k /268)255432(517.1)(32=-=-=（11）压缩机的输入电功率 由kw w q p motm om 3.4886.09.065.24517.1=⨯⨯==ηη，取86.0,9.0==mot m ηη（12）能效比 p Q EER 0=836.43.486.233== 循环的热力计算如下：3.压缩机的选型在制冷系统中，压缩机起到非常大的作用。
壳管式冷凝器的分类、安装要点、使用及维护规程
壳管式冷凝器的分类、安装要点、使用及维护规程壳管式冷凝器是冷水机常用到的一种换热器，通常是由壳体、管板、传热管束、冷却水调配部件、冷却水及制冷剂的进出管接头等构成的一个封闭的水冷冷凝器。
那么，它的实在结构又有几种呢？如何安装和使用呢？壳管式冷凝器的分类依据壳体和传热管束的空间方位，壳管式冷凝器可分为立式和卧式两种。
但无论是哪一种型式，冷却水都是走管程（传热管束内），制冷剂都是走壳程的（壳体内、传热管束外的空间），即高温、高压制冷剂蒸气在传热管外表面冷却、凝结并汇聚到壳体的地步。
1、卧式壳管冷凝器卧式壳管冷凝器是水平方向装设的，筒体两端焊有钢板，板上焊接或胀接若干根传热管，该管采纳的是φ25mm×2.2mm或φ38mm×3mm 的无缝钢管。
冷凝器两端有水盖，水盖与壳体（或管板）常以法兰形式相连，因而冷却水处于一个密闭的空间。
所以卧式壳管冷凝器又叫封闭式壳管冷凝器。
高温高压的气体制冷剂由上部进入管束外部空间，冷凝后的液体由下部排出。
冷却水从一端封盖的下部进入后，将次序通过每个管组，最后从同一端封盖上部流出。
这样，可以提高管内冷却水的流动速度，加添冷却水侧的吸热系数；同时，由于冷却水的行程较长，冷却水进出口的温差也可有较大提高，因此，可使冷却水的用量较少。
卧房壳管冷凝器依照制冷剂的不同又可分为氨卧式和氟利昂卧式壳管冷凝器。
氨卧式壳管冷凝器的管束采纳光滑钢管，而氟利昂卧式壳管冷凝器的管束多采纳轧有低肋的铜管，采纳肋片的作用就是增大传热面积。
卧式壳管冷凝器特点：传热系数较高，耗水量较少，占用空间高度较小，结构紧凑，操作管理便利，但对冷却水水质要求高，水温较低时清洗水垢时不太便利，需要停止冷凝器的工作。
卧式壳管冷凝器适用范围：目前除了大、中、小型氨制冷装置使用外，氟利昂制冷系统也多采纳这种冷凝器。
特别是压缩式冷凝机组中使用最为广泛。
2、立式壳管冷凝器立式壳管冷凝器常坐落于一个集水池上，上下两端无水盖，但上端设有分水箱。
《换热器设计》-教材
《换热器设计》-教材《换热器设计》-教材《换热器设计》课程设计教材同济大学制冷与低温工程研究所第一节壳管式冷凝器换热器是制冷装置中的重要设备，制冷系统就是通过换热器来实现放出冷量和热量的过程。
冷凝器则是主要热交换设备之一，它是将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽中的热量传给水或空气等冷却介质，将制冷剂冷凝成高压的饱和液体或过冷液体。
根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为三类（1）水冷式冷凝器，（2）空冷式冷凝器，（3）蒸发式冷凝器。
壳管式冷凝器属于水冷式冷凝器，如图1-1所示：壳管式冷凝器的特点是传热效率高，结构比较紧凑，适用于中、大型制冷装置，制造方便，结构牢固，生产成本低，但需要有一冷却水系统。
传热管内壁上容易结水垢，必须定期清洗，否则传热效果下降。
制冷装置中所用壳管式冷凝器一般是固定管板式，主要由筒体外壳、管板、管束、封头、支座组成。
见图1-2。
制冷剂蒸汽从顶部进气，过热蒸汽进入壳体后在传热管外凝结，凝结液从筒体底部流出，冷却水在管内多次往返流动，在正常情况下，筒体下部只有少量液体，但也有一些小型冷凝器的筒体下部不装管束，筒体底部直接用于贮存所凝结的液体，使设备简化。
有时筒下部没有集油包，制冷剂液体由此排出，并用于集存润滑油及机械杂质。
卧式壳管式冷凝器常采用偶数流程，以使进出水管安装在同一端盖上，冷却水从下面的进水口流入，从上面的出水口流出。
端盖用螺栓压紧在管板上，端盖和管板间用橡皮垫密封。
端盖顶部有放气旋塞，以便供水时排除其中空气，否则将增加冷却水的流动阻力；下部则有一放水旋塞，在冬季冷凝器停用时用以排除其中的积水以免冻裂管子。
壳管式冷凝器一般分为立式和卧式二大类，立式壳管式冷凝器用于大中型氨制冷装置，其结构如图1-3所示。
筒体直立地安装在贮水池上，冷却水从顶部的分水箱进入管道后，沿壁面呈膜状向下流动，流下的水集中在下面的水池中。
制冷剂蒸汽从筒体上部进入放出热量后在管外凝结成液体，由底部排出。
壳管式冷凝器说明
壳管式冷凝器说明壳管式冷凝器，这名字听上去就像是科技感满满的高大上玩意儿，它可比你想象的简单多了。
想象一下，在炎炎夏日里，家里的空调乖乖地给你送来阵阵凉风，那可离不开这个小家伙的辛勤工作。
说到这，冷凝器就是空调、制冷设备的“心肝宝贝”，能把热气变成冷气，简直是“干活”的能手，真让人佩服！说起壳管式冷凝器，乍一看，可能觉得它就像一个金属大罐子，里头装满了冷却水。
不过，这可不仅仅是个罐子哦。
里面的设计可是大有讲究，像个“迷宫”一样。
外面的壳就像一个保护层，里面的管子则负责输送热气。
热气在管子里游来游去，冷却水从外面流过，热气碰到冷水，啧啧，热气瞬间就降温了，简直像是“天上掉馅饼”的感觉。
可别小看这个过程，它可是花了不少心思的呢。
这壳管式冷凝器的工作原理其实不难理解。
简单说就是，热气通过管道被送进来，外面的冷却水不断流动，吸收热量。
哎呀，热量被带走了，气体就变成液体了，整个过程就像是在变魔术，令人惊叹不已。
这时候，冷凝器就像个“大厨”，把热气变成了凉爽的液体，真是太厉害了！要说它在工业中的应用，那更是无处不在，化工、制药、食品，样样都少不了它的身影。
不过，使用壳管式冷凝器也有些“小心机”。
比如说，水温、流速、气体的性质，都是需要认真对待的。
如果不注意，哎呀，可能就会出现“水温过高”的情况，那可就麻烦了，容易造成效率下降，甚至设备损坏。
谁都不想把辛苦换来的成果毁在这种小问题上，对吧？所以，定期维护是必不可少的，清洗、检查，样样都不能落下。
说到维护，很多人可能会觉得麻烦，其实嘛，做做日常检查，保持设备的清洁，确保管道畅通，花点时间不算什么。
要知道，冷凝器的工作状态直接影响到整个制冷系统的效率，就像一辆汽车的发动机，发动机状态好，车子才能跑得快、跑得稳嘛。
我们可不能因为一时的懒惰，造成后期的“大问题”，这可真是不划算。
哦，对了，别忘了壳管式冷凝器的环保性能。
现在这个时代，环保可是每个人都要关注的话题。
壳管式冷凝器的设计理念也在朝着节能减排的方向发展，使用高效的材料，减少能耗，对环境的影响也小了很多。
壳管式冷凝器设计
壳管式冷凝器设计设计壳管式冷凝器时，首先需要确定以下几个主要参数：1.工作条件：冷凝器的设计要根据具体的工作条件确定，包括工作介质的流量、温度、压力等。
2.冷却介质：冷却介质一般是水或空气，其温度和流量也是设计的重要考虑因素。
3.设计温度差：冷凝器的设计温度差是指工作介质的温度和冷却介质的温度之间的差值。
温度差越大，冷却效果越好，但也会增加能耗和设备成本。
接下来，根据以上参数，可以进行冷凝器的具体设计：1.确定壳管式冷凝器的尺寸：首先需要确定冷凝器的尺寸，包括壳体的直径、长度和管束的数量。
2.确定管束的排列方式：壳管式冷凝器中的管道被称为“管束”，一般有两种排列方式：并列和串联。
并列排列是指多个管道并排连接在一起，串联排列是指管道依次串联在一起。
并列排列可以提高流量，但是串联排列有更好的冷凝效果。
根据工作条件选择适合的管束排列方式。
3.计算壳体和管束的热传导：壳体和管束之间通过传热的方式将热量从工作介质传递到冷却介质。
根据传热原理和设计参数，计算热传导的热阻和热传导率。
4.选取适当的冷却介质：根据工作介质的温度和压力，选择适当的冷却介质来降低工作介质的温度。
5.设计壳体和管束的材料：根据工作介质的性质和温度，选择适当的材料来制造壳体和管束，以确保耐腐蚀和耐高温。
6.设计壳体和管束的流动方式：冷凝器的设计要考虑流动方式，包括横流和纵流。
不同的流动方式会影响冷却效果和压降。
7.进行热力计算和优化设计：通过进行热力计算，确定冷凝器的传热系数和热负荷，然后进行优化设计。
8.进行结构强度计算和防腐蚀措施：壳管式冷凝器要保证结构强度，以及采取相应的防腐蚀措施，延长使用寿命。
最后，进行制造、组装和调试，然后进行性能测试和调整，以确保冷凝器的正常运行。
总之，壳管式冷凝器的设计需要考虑许多因素，如工作条件、冷却介质、温度差、材料选择、结构强度等。
只有通过系统的设计和优化，才能确保冷凝器满足工作要求，提高热交换效率，减少能耗。
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器原理
壳管式冷凝器是一种常见的热交换器，由壳体和一系列平行排列的管子组成。
其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 冷凝介质流入壳体内：工作介质（如蒸汽或冷冻液）进入冷凝器的壳体中。
2. 冷凝介质在管子外壁散热：冷凝介质在管子外壁形成薄膜，通过导热将热量传递给管子。
3. 冷却介质流入管子内部：冷却介质（如水或空气）流经管子的内部，与管子外壁的冷凝介质进行热交换。
4. 热量传递和相变：冷却介质的热量通过管子壁传递给冷凝介质，导致冷凝介质的温度下降，进而发生相变，从蒸汽状态转变为液体状态。
5. 冷凝介质排出：冷凝介质经过冷却后会凝结成液体，然后通过壳体排出系统。
壳管式冷凝器的工作原理基于热量的传导和热量的相变。
冷凝介质在流经管子外壁时释放热量，使得冷却介质的温度升高，而冷凝介质的温度降低。
通过这种热量传递和相变的过程，热能得到了转移和释放，从而实现了冷凝介质的冷却。
壳管式冷凝器
8.1.3 常用制冷换热设备传热参数
表8-1 常用制冷换热设备总传热系数K的大致范围
传热系数/K/ ［W/(㎡· K)］ 810～1050 930～1169 相 应 条 件 卧式冷凝器(氨) 传热温差4～6℃，单位面积冷却水用量0.5～0.9m3/(㎡· h) 传热温差,7～9℃，低肋管，肋化系数≥3.5，水速1.5～2.5m/s
热传导
是指静止物体（如气体、液体、固体），由 于分子、原子、电子的运动，使热量从物体 内由高温处向低温处的传递。 例如
第8章 蒸பைடு நூலகம்器与冷凝器
热对流或称对流传热
是指气、液流体流动引起的热量传递，又分 为强制对流和自然对流两种
特点：加快液体或气体的流动速度， 能加快对流传热。对流是液体和气体 特有的传热方式。
第8章 蒸发器与冷凝器
热辐射
是指物体发出辐射能，通过电磁波产生能量传递。 当温度较高时才能发生
制冷换热设备的传热情况，往往是热传导、热对流、 热辐射两种或三种传热方式组合作用的结果
第8章 蒸发器与冷凝器
8.1.2 总传热系数与基本传热方程
工程上，为了简化计算，通常把以上复杂的 热传递过程用一个总传热系数来表示，当传 热面为圆管形状时，常常以外传热表面为基 准面 总传热系数的计算公式
干式壳管式蒸发器缺点：
第8章 蒸发器与冷凝器
8.2.4 板式蒸发器
第8章 蒸发器与冷凝器
板式换热器具有如下特点：
1）体积小，结构紧凑，比同样传热面积的壳管式换 热器体积小60%； 2）总传热系数高，约为2000～3000W/（㎡· K）； 3）流速小，流动阻力损失小； 4）能适应流体间的小温差传热，可降低冷凝温度， 提高制冷压缩机性能； 5）制冷剂充注量少； （6）质量轻，热损失小。
立式管壳式水冷冷凝器传热系数
立式管壳式水冷冷凝器传热系数
传热系数是一个过程量，其大小取决于壁面两侧流体的物性、流速，以及换热表面的形状、大小等因素。
立式管壳式水冷冷凝器的传热系数一般在700-800 w/m2℃。
传热系数通常用符号h表示，单位为W/m²·K。
它的计算公式可以根据不同的传热过程而有所不同。
其中，热传导过程中的传热系数公式为：
h = α × λ / (δ × γ)
其中，α为热传导系数，λ为材料的热导率，δ为材料的厚度，γ为材料的密度。
这个公式可以用来计算两个平行表面之间的热量传递速率。
其次，热对流过程中的传热系数公式为：h = α × cρ × gβ × ΔT / (4 × π² × λ)其中，α为物质的热容，cρ为物质的密度，g为重力加速度，β为指数，ΔT 为两个物体之间的温度差。
这个公式可以用来计算两个流体之间或者流体与固体之间的热量传递速率。
最后，热辐射过程中的传热系数公式为：
h = σ × T² / (ε × (T² - T∞)²)
其中，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，T为物体的温度，ε为物体的发射率，T∞为周围环境的温度。
这个公式可以用来计算两个物体之间的热量通过辐射传递的速率。
总之，计算传热系数的公式是根据不同的传热过程而不同的。
在应用过程中，需要注意选择正确的公式，并且对公式中的参数进行正确的估计。
壳管式冷凝器设计计算
壳管式冷凝器设计计算壳管式冷凝器是工业领域常见的一种热交换设备，主要用于将气体或蒸汽冷凝为液体，以释放热量。
设计壳管式冷凝器需要考虑多个因素，比如热负荷计算、换热管选型、流量计算等。
下面将以一个案例为例，介绍壳管式冷凝器的设计计算。
首先，我们需要计算热负荷，即冷凝水蒸汽释放的热量。
根据能量守恒定律，冷凝水的热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*(h1-h2)其中，Q为热负荷，m为冷凝水蒸汽的质量流量，h1为冷凝水进口焓值，h2为冷凝水出口焓值。
冷凝水蒸汽的质量流量m可以通过以下公式计算：m=Q/(h1-h2)我们可以利用水蒸汽的物性数据表，查找到相应温度下的焓值。
已知进口温度为110 °C时，焓值为2703.5 kJ/kg；出口温度为40 °C时，焓值为167.4 kJ/kg。
代入公式计算m，得到冷凝水蒸汽的质量流量m约为29.76 kg/h。
接下来，我们需要选取换热管。
根据热负荷和水蒸汽的流量，我们可以近似估计需要多少根管子。
一般情况下，每根管子的传热面积为0.35-1.0m²。
根据实际情况，我们假设每根管子的传热面积为0.5m²。
则总传热面积为：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A为总传热面积，U为换热系数，ΔTlm为平均对数温差。
换热系数U的计算可以利用经验公式，根据流体的性质和壳管式冷凝器的设计参数进行估算。
假设我们已知换热系数U约为1500W/(m²·K)。
平均对数温差ΔTlm的计算可以通过以下公式计算：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1为水蒸汽的进口温度与冷凝水的出口温度之差，ΔT2为水蒸汽的出口温度与冷凝水的进口温度之差。
代入已知数据计算ΔTlm，约为78 °C。
代入公式计算A，约为0.48 m²。
最后，我们需要根据壳管式冷凝器的设计参数来选择合适的设备。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
谢谢收看！
山东万合制冷设备有限公司
详情请咨询网站（山东万合制冷拼音的第一个字母）
经常有挡板导流壳侧流体通过，不走捷径 穿过壳侧离开无效的低流量。这些通常是 连接到管束而不是为外壳，包仍然是可移 动的维修。 逆流换热器是最有效的因为他们允许最高 的对数平均温度差热、冷流之间的。许多 公司但不使用单通的热交换器，因为他们 可以轻易打破除了是更昂贵ห้องสมุดไป่ตู้建立。通常 多个热交换器可以用来模拟一个单一的大 器逆流。
壳管式冷凝器的简单的设计使它 成为理想的用于各种各样的应用，冷 却液。最常见的应用之一是在发动机 的液压油冷却，变速器和液压动力包。 随着材料的正确选择，他们也可以用 来冷却或加热其他媒介，如游泳池的 水或空气。一种管壳式换热器大优势 是，他们往往容易服务，特别是模型 中的浮动管束（在管板没有焊接到外 壳）是可用的。
材料的选择能够传递热量，管材料应具有良好的导热性。 由于热量通过管从热到冷的一面，还有通过管的宽的温度 差。由于该管材料的热膨胀不同，在不同温度下的倾向， 热应力发生在手术。这是从流体自身压力的任何应力增加。 管的材料也应与管壳侧流体的工况条件下长期兼容（温度， 压力，pH值，等）以减少恶化，如腐蚀。所有这些要求很 强的精心选择，热传导性。能够很好的传热，管材料应具 有良好的导热性。由于热量通过管从热到冷的一面，还有 通过管的宽的温度差。由于该管材料的热膨胀不同，在不 同温度下的倾向，热应力发生在手术。这是从流体自身压 力的任何应力增加。管的材料也应与管壳侧流体的工况条 件下长期兼容（温度，压力，pH值，等）以减少恶化，如 腐蚀。所有这些要求强，仔细选择导热性，耐腐蚀，高质 量的管材料，通常是金属，包括铜合金，不锈钢，碳钢， 有色金属铜合金，因科镍合金，镍，镍基合金和钛。管材 料选择不当可能导致渗漏管壳双方造成交叉污染和可能的 流体压力损失之间的管。
管壳式换热器设计可以有很多变 化对管壳设计。通常，每个管的两端 连接到增压室（有时称为水盒）通孔 管。管可以在U形直或弯曲，称为U 型管。
在压水堆核电站称，大型换热器 称为蒸汽发生器两相，管壳式换热器 通常有U型管。他们是用来煮回收从 一个表面冷凝器水变成蒸汽驱动涡轮 机发电。大多数的管壳式换热器是1， 2，或4通管侧的设计。这是指在流 体管倍数通过在壳的流体。通过在一 个单一的换热器，流体在每个管的一 端和另一端。
壳管式冷凝器是一类热交换器的 设计。是炼油厂和其他大的化学过程 的换热器最常见的类型，是适合高压 力应用。顾名思义，这种类型的换热 器由外壳（大型压力容器）和一束管 里面。一个流体穿过管，和另一种流 体流过管（通过壳）的两种流体之间 的热传递。管子的集合称为管束，可 由管的几种类型：平，纵肋，等。
两种流体，不同的起始温度，通 过热交换器流量。一个通过管流（管 侧）和其他流管外而内壳（壳程）。 热量通过管壁从一个流体转移到其他 的，无论是从管侧的壳侧或反之亦然。 流体可以是液体或气体或贝壳或管侧。 为了有效地传热，传热面积大应使用， 导致很多管的使用。在这种方式中， 余热可投入使用。这是节约能源的一 种有效方法。
只有一个相的热交换器（液体或气体） 的每一侧上可称为一相或单相换热器。 两相换热器可用于加热，煮成气 （汽），有时也被称为锅炉，或冷蒸 汽凝结成液体（称为冷凝器），与相 位的变化通常发生在壳侧。在蒸汽机 车锅炉通常是大的，通常是圆柱形的 管壳式换热器。在大型发电厂的蒸汽 驱动涡轮机，管壳表面冷凝器用于冷 凝汽退出汽轮机为冷凝水回收是在蒸