板式换热器设计
管板式换热器详细设计
管板式换热器详细设计1.材料选择：在管板式换热器的设计过程中，需要选择合适的材料来保证换热器的性能和耐久性。
常见的材料包括不锈钢、碳钢、钛合金等。
根据工艺要求和介质的特性，选择材料的耐腐蚀性、耐高温性、强度等。
2.板片类型和布置方式：板片是管板式换热器中的关键部件，起到换热的作用。
有多种类型的板片可供选择，包括光管、蜂窝式、悬挂式等。
根据换热介质的特性和流态，选择合适的板片类型。
同时，板片的布置方式也会影响换热器的传热效果和流阻损失。
一般采用交叉或并列布置方式。
3.换热面积计算：换热器的性能取决于其换热面积的大小。
通过计算流体流过单个板片的传热面积，进而得到整个换热器的总换热面积。
同时，根据换热介质的流量和温度差，计算流体的传热量。
4.热传导计算：热传导是管板式换热器中的一种换热方式，通过计算板片的热传导系数和板片的热传导长度，可以确定换热器的传热效果。
在设计中，需要考虑板片的导热性能以及冷却液体的流速。
5.压力损失计算：换热器中，流体在管道中的流动会产生一定的阻力，从而造成压力的损失。
通过计算流体在管道中的流速、流量和管壁的摩擦系数等参数，可以得到压力损失的大小。
这个参数需要在设计中进行考虑，以确保设备工作时的正常运行。
6.结构设计：在管板式换热器的设计中，需要考虑结构的合理性和可行性。
包括设备的尺寸、管道的布局、管板的连接方式等。
同时还需要考虑换热器的维护和清洗。
通过合理的结构设计，可以提高换热器的使用寿命和性能。
7.安全性设计：在管板式换热器的设计中，需要考虑设备的安全性。
包括材料的选择、结构的强度、换热介质的流动性等。
同时，还需要考虑设备的操作安全和防护措施。
通过合理的安全性设计，可以降低设备的故障率和事故风险。
8.维护和保养：在设计完管板式换热器后，还需要考虑设备的维护和保养。
包括定期的检修、清洗和更换部件等。
通过合理的维护和保养，可以延长换热器的使用寿命，并保证设备的正常工作。
综上所述，管板式换热器的详细设计包括材料选择、板片类型和布置方式、换热面积计算、热传导计算、压力损失计算、结构设计、安全性设计和维护保养等多个方面。
板式换热器设计标准
板式换热器设计标准1. 引言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、食品等行业。
板式换热器的设计标准对于确保设备的安全运行和高效传热至关重要。
本文将介绍板式换热器的设计标准及其要求。
2. 设计标准2.1 板式换热器的分类根据传热方式和结构特点，板式换热器可分为传统板式换热器、起泡器板式换热器、波纹板式换热器等几种类型。
不同类型的板式换热器具有不同的设计标准和要求。
2.2 设计原则板式换热器的设计应遵循以下原则：•确定换热器的传热面积和传热系数；•选择合适的流体流速；•确定板式换热器的结构参数，如板间距、板高度等；•确保换热器的压力临界条件；•确定板式换热器的材料和密封方式。
2.3 流体参数在板式换热器设计中，需明确各流体的流速、温度、压力等参数。
流体参数的选择应基于设备的工作条件、传热要求和流体特性。
2.4 热平衡板式换热器的设计应满足热平衡要求，即传热面积上的热量输入等于输出。
为了确保热平衡，设计中需考虑传热系数、流速、管道布局等因素。
3. 设计要求3.1 板式换热器的传热效率板式换热器的传热效率是评估设备性能的重要指标。
设计时，需保证传热效率达到要求，并有效避免传热表面的堆积和腐蚀。
3.2 设备的安全运行板式换热器的设计应保证设备在正常工况下的安全运行。
设计中需考虑压力、温度、流速等因素，以确保设备的安全稳定运行。
3.3 板式换热器的清洁和维护为了保证板式换热器的正常运行，设计时应考虑清洁和维护的便捷性。
合理的板间距设计和换热板结构可以减少杂质的积聚，便于清理和维护。
3.4 设备的节能性在板式换热器设计中，节能是一个重要目标。
合理选择流体参数、优化换热结构和提高传热系数等措施可以提高设备的节能性能。
4. 结论板式换热器的设计标准包括设备分类、设计原则、流体参数、热平衡等要求。
合理的设计标准可以提高设备的传热效率、安全稳定运行、清洁维护和节能性能。
在实际应用中，设计者应根据具体情况，综合考虑各种因素，确保设计符合相关的规范和标准，以达到预期的效果。
板式换热器设计
示例：2×3＋1×5／1×11 即是一个多流程组合 表示：甲：三个流道有二程，五个流道有一程／乙： 十一个流道有一程
图2-4(a) 单程流动
流动的形式可以根 据不同的工艺要求进 行组合。单程、双程、 多程均可，使之达到 最佳换热效果。
冷热流体在通道 中交错流动，流动 形式近似于全逆流。
图2-4(b) 多程流动
人字形板片：网状三维流动 水平平直波纹板片：二维流动 • 同种板型，波纹结构参数不同会使流动情况不同。 • 流体进出板片角孔的位置及板片尺寸的长宽比、流程组 合都会影响板间流体的流动。
2 传热过程
板式换热器中冷热流体之间的换热一般通过以下过程来完成。 （1）流体对流换热
热量的传递一方面靠流体质点的不断运动的混合，即 对流作用；另一方面依靠由于流体和壁以及流体各处存 在温差而造成的导热左右，这种对流和导热同时存在的 过程称为对流换热。
影响对流换热的因素有很多，如流体的物性，换热器 表面形状、大小，流体的流动方式等。
对流换热量的计算公式
( ) ( ) Q = α tw − t f A 或 q = α tw − t f
（2）相变换热
A）凝结换热 蒸汽和低于相应压力下饱和温度的壁面相接触，蒸
汽就会释放出气化潜热而在壁面上凝结成液体，这种 现象称为凝结换热。
如图1所示。
图2-2 板式换热器结构图
板片为传热元件，垫片为密封元件，垫片粘贴在板片 的垫片槽内。
粘贴好垫片的板片，按一定的顺序置于固定压紧板和 活动压紧板之间，用压紧螺柱将固定压紧板、板片、 活动压紧板夹紧。
压紧板、导杆、压紧装置、前支柱统称为板式换热器 的框架。
按一定规律排列的所有板片，称为板束。
板式换热器是一种新型、高效、紧凑的热交换器。 具有传热系数高。对数平均温差大、占地面积小、 质量轻、价格低、清洗方便、很容易改变换热面积或 流程组合等优点。 板式换热器的发展比较快，其性能也越来越高，目 前板式换热器的最高压力达28MPa，最高操作温度达 360℃。在压力和温度不太高的换热场合，板式换热 器已逐步代替管壳式换热器。 广泛应用于食品、化工、机械、能源等行业。
板式换热器设计指导书
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加
1.2.2单板公称换热
面积
图2
经圆整后的单板计算换热面积，一般圆整到小数点后
2位。如单板计算换热面积为0.346m2，圆整后的公称换热面积为0.35m2。
1.2.3板间距b
板式换热器相邻两板片间的平均距离b，如图2所示。
1.2.4当量直径De
四倍的板间通道截面积与其湿润周边之比，按式（4）计算。
4As
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2
a=φ⋅a1
（1）
式中：a—单板计算换热面积，m2；
φ—展开系数，板片展开面积与投影面积之比，按式（2）
计算
t
'
（2
φ=
）
t
式中：t'—波纹节距展开长度，
mm；t—波纹节距（如图2所
示），mm；
a1—在垫片内侧参与换热部分的板片投影面积，m2。 注:若导流区与波纹区波纹节距相差较大时，
板式换热器设计选型计算方法和步骤
板式换热器设计选型计算方法和步骤板式换热器是一种常用的热交换设备，用于将热量从一个流体传递到另一个流体，常用于工业生产和暖通空调系统等领域。
在进行板式换热器设计的时候，需要进行选型计算，确保选用适合的设备。
以下是板式换热器设计选型计算的方法和步骤。
1.确定换热要求：在进行选型计算之前，首先需要明确换热器的换热要求。
需要确定的参数包括热量传递量、流体的流量及温度等。
根据实际应用需求，可以计算出所需要的传热面积。
2.确定流体性质：在进行选型计算之前，需要明确流体的物理性质，如密度、比热容、导热系数等。
这些参数将用于计算换热器的传热系数以及流体流量。
3.确定换热器类型：根据实际需求和换热要求，确定适合的换热器类型。
常见的板式换热器类型包括波纹板式换热器、平板式换热器和多馏分板式换热器等。
4.计算换热面积：根据给定的热量传递量和流体的物理性质，可以计算出所需的传热面积。
传热面积的计算公式为：A=Q/(U·ΔTm)，其中Q 为热量传递量，U为整体传热系数，ΔTm为全平均温差。
5.确定流体侧压降：计算流体在板式换热器内的压降，确保流体正常流动。
可以使用经验公式或流体力学计算方法来进行压降的计算。
6.选择合适的传热板：根据流体的流动性质和换热要求，选择合适的传热板。
传热板的选择应考虑其传热效果、耐腐蚀性、结构强度等因素。
7.确定板片数量：根据计算得到的传热面积和板片的面积，可以计算出所需的板片数量。
板片数量的选择应根据实际运行要求来确定，以确保换热器具有足够的传热面积。
8.确定板片间距和通道宽度：根据流体的流量和换热要求，确定板片间的间距和通道的宽度。
这些参数将影响流体的流速、压降以及换热效果。
9.进行换热器的设计绘图：根据以上计算结果，进行换热器的设计绘图。
绘图应包括换热器的尺寸、管道连接方式、流体进出口位置等详细信息。
10.进行换热器的性能验证：进行换热器的性能验证和参数调整，确保设计的换热器符合实际使用要求。
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。
板式换热器 设计标准
板式换热器设计标准板式换热器是一种常见的换热器类型，在工业生产和生活中广泛应用。
为保证板式换热器的安全、高效运行，需要遵循一定的设计标准。
一、设计标准1.国际标准：板式换热器设计遵循国际标准，例如ASME VIII-1、British Standard 5500、EN 13445等。
这些标准对板式换热器的设计、材料、制造等方面都有详细规定。
2.行业标准：各行业制定了自己的板式换热器设计标准，例如石油化工行业使用的API 662标准、食品行业使用的3-A标准，这些标准基于国际标准进行调整和完善，以适应行业的特殊需求。
二、设计要求1.设计压力：板式换热器的设计压力应根据工作压力确定，按照国际标准进行计算和设计。
2.设计温度：板式换热器的设计温度应根据工作温度确定，应考虑介质的相变温度、冷却水温度等因素。
3.流量计算：板式换热器中的流量计算是设计的重要部分，需要考虑介质的物性、流速、换热系数等因素，以保证换热器的高效运行。
4.热传导计算：板式换热器的热传导计算也是设计的重要部分，需要根据板式换热器的结构、材料和工作条件进行计算。
5.材料选择：板式换热器的材料应考虑介质的性质、温度、压力等因素，选择合适的材料可以保证换热器的安全、耐腐蚀性和长寿命。
6.设计结构：板式换热器的设计结构应考虑到其维护、清洗、拆卸的方便性，以及防震、防腐等因素。
三、设计过程板式换热器的设计过程包括以下步骤：1.确定工作条件，包括工作压力、温度、流量等因素。
2.根据工作条件进行流量、热传导计算，确定板式换热器的尺寸、板数等设计参数。
3.选择合适的材料，制定制造工艺和工艺流程。
4.绘制板式换热器的装配图和构造图，进行结构和强度计算。
5.进行板式换热器的试制和试验，以验证设计的正确性和可靠性。
四、总结板式换热器的设计标准是保证其设计和制造质量的重要保障，设计应当根据国际标准和行业标准，并遵循设计要求，进行详细的流量、热传导、材料选择、结构设计等方面的计算和设计，保证板式换热器的高效、安全运行。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计
在设计固定管板式换热器时，需要考虑以下几个关键因素：
1.材料选择：根据介质的物理、化学性质选择合适的材料。
一般情况下，介质与管束之间的温差越大，所选用的材料强度要求越高。
常用的材
料有不锈钢、铜合金等。
2.物料平衡：需要对热交换系统的物料平衡进行计算和分析。
通过确
定供热介质和被加热介质的流量、温度差等参数，来确定换热面积与传热
系数。
3.传热面积计算：传热面积是固定管板式换热器设计的重要参数。
可
以根据传热方程进行计算，考虑到介质两侧的温度差、传热系数等因素。
4.流体流动计算：固定管板式换热器的流体流动模式一般有并流和逆
流两种。
通过计算两侧介质的速度分布、压降等参数，来确定换热器的尺
寸和设计。
5.压降计算：换热器的压降是影响流体流动和热交换效果的重要因素。
在设计中需要考虑介质流经管束时的阻力损失，并根据需要确定压降是否
符合要求。
6.管板结构设计：管板的结构应考虑到管夹的固定和密封效果。
可以
采用焊接、螺栓连接等方式，确保管束与管板之间有良好的接触和密封。
7.清洗和维护：在设计固定管板式换热器时，应考虑到清洗和维护的
便捷性。
合理设计管束和管板的间隙，便于清除可能堵塞的杂质。
8.安全性考虑：在设计中需要充分考虑换热器的安全性。
可以通过设
置泄漏检测器、冗余设计等手段，确保设备在运行中的安全性。
以上是固定管板式换热器设计的一些重要方面。
在实际设计中，还需要结合具体的工艺要求和实际情况进行综合考虑，以确保换热器的性能和可靠性。
板式换热器设计
设计3.1 符号Aa——预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm2；Ab——实际使用的夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm2；Am——需要的夹紧螺柱总截面积，mm2；Ap——工作状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm2；a2——被垫片槽中心线包容的板片投影面积，mm2；B——垫片有效密封宽度，mm；b——板间距，mm；b1——固定压紧板内侧至中间隔板自重作用点的距离，mm；b2——固定压紧板内侧之活动压紧板自重作用点的距离，mm；C1——中间隔板自重作用点至支柱内侧间的距离，mm；C2——活动压紧板自重作用点至支柱内侧间的距离，mm；d——夹紧螺柱小径或无螺纹部分的最小直径，取较小值，mm；F0——作用于a2上的流体静压力，N;Fp——工作状态下，需要的最小垫片压紧力，N；F1——中间隔板自重，N;F2——活动压紧板自重，N；f——上导杆受载所引起跨度中点的挠度，mm；f1——上导杆自重所引起跨度中点的挠度，mm；f2——板片及所充介质（水或其它流体取密度大者）重力所引起的上导杆跨度中点的挠度，mm；f3——中间隔板自重所引起的跨度中点的挠度，mm；f4——活动压紧板自重所引起的上导杆跨度中点的挠度，mm；H——上下导杆内侧间的距离，mm；J——上导杆惯性矩，mm4；L——夹紧尺寸，固定压紧板内侧至活动压紧板内侧间的距离，mm，L=（s0+b）Np+n1s2L1——导杆长度（固定压紧板内侧至支柱内侧间的距离），mm；L2——夹紧螺柱长度，mm；l——垫片中心线的展开长度，mm；l1——板片长度，mm；m——垫片系数，橡胶：m=1，石棉：m=2；Np——板片总数；n——夹紧螺柱数量；n1——中间隔板数量；p——设计压力，Mpa；q1——上导杆自重均布载荷，N∕mm；q2——板片及所充介质（水或其它流体取密度大者）所引起的均布载荷，N∕mm；s——板片厚度，mm；s1——压紧板厚度，mm；s2——中间隔板厚度，mm；s3——垫片名义厚度，mm；Wa——预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷（即预紧状态下，需要的最小垫片压紧力），N ；W p ——工作状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N ； y ——垫片比压力，橡胶：y=1.4Mpa ，石棉：y=11Mpa ； [σ]b ——常温下夹紧螺柱材料的许用应力，Mpa ； [σ]t b ——设计温度下夹紧螺柱材料的许用应力，Mpa ； δ——夹紧螺柱上的螺母与垫圈之和，mm 。
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。
板式换热器设计范文
板式换热器设计范文首先，板式换热器的换热面积是设计过程的一个关键参数。
换热面积的大小直接影响到换热器的传热效果和体积。
确定换热面积需要考虑进料温度、出料温度、流体流量以及换热器的设计效率等因素。
常用的换热面积计算公式为：A=Q/(U×ΔTm)其中，A是换热面积，Q是传热量，U是传热系数，ΔTm是平均温差。
其次，传热系数的计算也是设计过程中的一个重要步骤。
传热系数是指单位面积的换热器在单位时间内实际传热的能力，与热传导、对流和传热方式等因素有关。
计算传热系数需要考虑流体的物理性质、流速、管道的长度等因素。
常用的传热系数计算公式为：U=1/(1/h1+Δx/λ+1/h2)其中，U是传热系数，h1和h2分别是流体1和流体2的对流传热系数，Δx是板片间距，λ是板片的导热系数。
最后，板片间距的选择也是设计过程中需要考虑的问题。
板片间距的大小直接影响到流体在换热器内的流动速度和传热效果。
板片间距过大会导致流体流速低，传热效果差；板片间距过小则容易堵塞，增加了维护和清洗的难度。
因此，在选择间距时需要兼顾换热效果和维护方便性。
除了以上几个方面，板式换热器的设计还需考虑其他因素，如：材料的选择、结构的合理性、阻力的计算等。
材料的选择需要根据工作条件和介质的性质进行合理的选取，以确保换热器能够在高温、高压等恶劣环境下正常运行。
结构的合理性则涉及到板式换热器的布置方式和连接方式等，以确保流体在换热器内的流动畅通，并便于操作和维护。
阻力的计算是为了确定流体在换热器内的压降，需要考虑板片的设计和流体的流速等因素。
总之，板式换热器的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素并进行合理的计算和选择。
设计合理的板式换热器能够提高换热效率，减小设备体积，降低生产成本，提高企业的经济效益。
因此，设计人员需要具备扎实的传热学和流体力学基础，熟练掌握换热器的设计原理和方法，以实现最佳的设计方案。
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。
板式换热器本科课程设计
兰州交通大学毕业设计(论文)摘要板式换热器是一种高效紧凑的换热设备，它被应用到食品工业、冶金工业、机电工 业、造纸工业、石油工业等领域。
而且其类型、结构和使用范围还在不断发展。
焊接型 板式换热器的紧凑性好，重量轻、传热性能好、初始成本低特点。
板式换热器的传热性能与板面的波纹形状、尺寸及板面组合方式都有密切关系。
对 于任何一种新型结构尺寸板片的传热及阻力特性，都只有通过实验计算测定。
对于无相 变传热，多数制造商都能提供关联式；对于相变传热，绝大多数的产品，尚不能提供相 应的关联式。
本文对板式换热器的发展及应用领域作了简要的介绍，通过应用板式换热器的传热 机理。
对板式换热器进行了热力计算和阻力计算，在满足了校核条件下，设计了板式换 热器的基本结构如框架形式， 板片结构及流程组合方式等结构参数。
确定了板片数为 149 的并联式流程组合的板式换热器，用 Auto CAD 绘制零件图及总图。
关键字： 板式换热器；结构设计；热力计算；阻力计算；校核兰州交通大学毕业设计(论文)AbstractPlate heat exchanger is a compact and efficient heat transfer equipment, it is applied to the food industry, metallurgical industry, electromechanical industry, paper industry, oil industry and other fields. And its type, structure and scope are still evolving, Welded plate heat exchanger compactness has the features such as light weight, good heat transfer performance and low initial cost. Plate heat exchanger heat transfer performance of corrugated board shape, size and board composition are closely related. A new structure for any size of plate heat transfer and pressure drop characteristics are determined only by experimental calculations. For the non-phase-change heat transfer, most manufacturers can provide correlation; for the phase-change heat transfer, the vast majority of products, yet can not provide the corresponding correlation. In this paper, by the using of plate heat exchanger heat transfer mechanism the development of plate heat exchanger and applications are briefly introduced.It carried out the plate heat exchanger thermal calculation and resistance calculations, and designed the basic structure of the plate heat exchanger such as the frameworks, structure and processes combinations to meet the verification condition.Finally it determined the parallel flow plate heat exchanger with 149 of the plates and combined with Auto CAD drawing parts diagram and assembly drawings.Keywords: calculation;Plate heat exchanger; Resistance calculation;Configuration design; CheckThermodynamic兰州交通大学毕业设计(论文)目录1. 绪论 ............................................................................................................................... 1 1.1 板式换热器的学术背景及意义 ......................................................................... 1 1.2 我国设计制造应用情况 ..................................................................................... 3 1.3 国外著名厂家及其产品 ..................................................................................... 4 1.4 板式换热器的国内研究进展 ............................................................................. 7 2. 板(片)式换热器的基本构造 ........................................................................................ 9 2.1 板(片)式换热器的基本构造 .............................................................................. 9 2.2 流程组合 ............................................................................................................. 9 2.3 框架型式 ........................................................................................................... 11 2.4 板片 .................................................................................................................... 12 2.4.1 常用形式 ................................................................................................ 12 2.4.2 混合 人字板及性能 ............................................................................ 13 2.4.3 特种形式 ................................................................................................ 15 2.5 密封垫片 ........................................................................................................... 15 2.6 焊接式板式换热器 ........................................................................................... 16 2.6.1 半焊式板式换热器 ................................................................................ 16 2.6.2 全焊接式板式换热器 ............................................................................ 17 3. 板式换热器的性能特点 ............................................................................................. 17 3.1 板式换热器的主要优点 ................................................................................... 18 3.2 板式换热器的主要缺点 ................................................................................... 20 3.3 板式换热器与管壳式换热器的比较 ............................................................... 20 4. 板式换热器热力及相关计算 ..................................................................................... 21 4.1 板式换热器的设计计算概述 ........................................................................... 21 4.2 传热过程 ........................................................................................................... 22 4.2.1 对流换热 ................................................................................................ 22 4.2.2 相变换热 ................................................................................................ 23 4.2.3 导热 ......................................................................................................... 24兰州交通大学毕业设计(论文)4.3 热力计算 ........................................................................................................... 24 4.3.1 一般设计要求 ........................................................................................ 24 4.3.2 设计计算公式和曲线 ............................................................................ 27 4.3.3 确定总传热系数的途径 ........................................................................ 31 4.4 设计工艺条件 ........................................................................................... 32 4.4.1 计算综述表 ............................................................................................ 36 5. 经济与技术分析 ......................................................................................................... 43 5.1 技术经济分析的原则 ....................................................................................... 43 5.2 技术经济分析的标准 ....................................................................................... 43 结论 .................................................................................................................................. 44 致谢 .................................................................................................................................. 45 参考文献 .......................................................................................................................... 46兰州交通大学毕业设计(论文)1. 绪论1.1 板式换热器的学术背景及意义目前板式换热器已成为高效、 紧凑的热交换设备， 大量地应用于工业中,它的发展已 有一百多年的历史。
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。
板式换热器的设计与计算
摘要板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效紧凑换热器。
各相邻板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。
板式换热器的传热性能与板面的波纹形状、尺寸及流程组合方式都有密切关系。
它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数高，结构紧凑，占地面积小，价格低，安装方便，易清洗，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
板式换热器应用很广，尤其是更适宜用于医药、食品、制酒、化工等工业，并且随着板型、结构上改进，正在进一步扩大它的应用领域。
本文对板式换热器的发展及应用领域作了简要的介绍，通过板式换热器的传热原理，进行板式换热器热力计算和阻力计算，在满足了校核条件下，设计出板片波纹形式为双人字形、板片数为149片的并联流程组合的可拆卸式板式换热器。
在此基础上，用AutoCAD绘制板式换热器零件图及装配图。
设计的换热器工艺性好，安全可靠，便于操作、安装，成本低。
关键词:板式换热器；结构设计；传热计算；阻力计算AbstractPlate heat exchanger is a new compact and efficient heat exchanger, consists of a series of corrugated sheet metal with a certain shape made of stacked. Formed between adjacent plates thin rectangular channels, through heat exchange plates. Plate heat exchanger heat transfer performance and corrugated shape, size and process combinations board are closely related. Compared with the conventional shell and tube heat exchanger, at the same flow resistance and pump power consumption, heat transfer coefficient, compact, small footprint, low price, easy to install, easy to clean, the applicable there replace shell and tube heat exchanger trends within range. Plate heat exchanger applications is very broad, especially more suitable for medicine, food, wine,chemical and other industries, and with the plate, structural improvements, is further expanding its field of application.In this paper, the development and applications of plate heat exchanger made a brief introduction, the principles of heat transfer through the plate heat exchanger, plate heat exchanger thermal calculation performed and resistance calculations, checking in to meet the conditions, the design of the plate ripples in the form of double -shaped, plate number 149 parallel process composition detachable plate heat exchanger. On this basis , using AutoCAD drawing plate heat exchanger parts diagram and assembly drawings .Designed heat exchanger technology is good, safe, reliable, easy to operate , install , and low cost.Keywords: plate heat exchanger; structural design; heat transfer calculation; resistance calculation目录1. 绪论 (1)1.1 板式换热器的学术背景及意义 (1)1.2 我国设计制造应用情况 (2)1.3 国外著名厂家及其产品 (3)2. 板式换热器的基本构造和原理 (6)2.1 板式换热器的基本构造和原理 (6)2.2 板式换热器的分类 (6)2.3 流程组合 (7)2.4 框架型式 (9)2.5 板片 (10)2.6 密封垫片 (11)2.7 压紧装置 (13)3. 板式换热器的优缺点和应用 (14)3.1 板式换热器的优缺点 (14)3.1.1 板式换热器的主要优点 (14)3.1.2 板式换热器的主要缺点 (19)3.2 板式换热器的应用 (15)4. 板式换热器热力及相关计算 (17)4.1 板式换热器的设计计算概述 (17)4.2 传热过程 (17)4.2.1 对流换热 (17)4.2.2 凝结换热 (18)4.2.3导热 (19)4.3热力计算 (19)4.3.1 一般设计要求 (19)4.3.2 设计计算公式和曲线 (22)4.4 板式换热器的计算 (29)4.4.1 设计工艺条件 (33)4.4.1 计算过程 (33)4.4.3 计算综述表 (33)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)1. 绪论1.1 板式换热器的学术背景及意义板式换热器于1878由德国发明。
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造纸工业 冷却黑水、苛性碱水溶液、纸浆排液，漂
白液加热和冷却，各种废液余热回收等。
人造纤维工业 冷却加热粘胶液氨水及各种溶剂，加
热内酰胺水溶液、氨水等，各种余热回收等。
医药工业 冷却酵母、丁醇、丁二醇、醋酸丁酯，抗
生素生产中加热、灭菌、冷却，各种余热回收等。
交换，加热生活用水，地热利用热交换等。
冶金、钢铁工业 冷却淬火油，减速机润滑油，
轧机和拉丝机油、铝酸盐母液冷却。
机械、汽车工业 各种淬火液冷却，冷却机械润
滑液，加热或冷却镀铬液。
食品工业 制造谷氨酸钠，制盐和乳制品，酱、
醋减菌和冷却，啤酒生产中麦芽液加热，灭菌、 冷却等。
纺织、印染工业 水洗、染色、洗毛机等废热利
（3）传热系数的计算
▪ 根据
f
Nu de
，R e v d e
，d e
4 As S
，只要求出Nu即
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（3）板片材料
板片材料的选择，除了考虑成形时所必须的材料 韧性外，更重要的是考虑材料抗介质腐蚀的能力。
材料名称 耐酸耐热 不锈钢
换热板片主要材料
工业纯钛
纯镍
哈氏合金
高镍铬合 金
材料牌号 SUS304 SUS316L
TA-1A
Nb
HastellogB HastellogC
用
中性介质 途 及弱酸弱
碱溶液
适应腐蚀 较强的场
合
适应于强 酸强碱和 有氯离子 腐蚀场合
强酸 强碱
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RS-2 硫酸
（4）密封垫片
➢密封垫片是板式换热器的一个关键零件。
➢垫片能承受的温度即板式换热器的工作温度；工作压 力也受垫片的制约。
材料
使用温度℃
适用介质
密 封
三元乙丙胶
垫 片
丁晴胶
主 要
食品胶
材 料
氟橡胶
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本章主要内容
一、绪论 二、板式换热器的基本构造 三、流动与传热机理 四、板式换热器的传热计算与压降计算 五、板式换热器的热力计算
本章的学习目的
（1）了解板式换热器的基本结构 （2）应用传热基本公式对板式换热器进行设计计算
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§ 2-1 绪论
1 概述
❖板式换热器是一种新型、高效、紧凑的热交换器。 ❖具有传热系数高。对数平均温差大、占地面积小、 质量轻、价格低、清洗方便、很容易改变换热面积或 流程组合等优点。 ❖板式换热器的发展比较快，其性能也越来越高，目 前板式换热器的最高压力达28MPa，最高操作温度达 360℃。在压力和温度不太高的换热场合，板式换热 器已逐步代替管壳式换热器。 ❖广泛应用于食品、化工、机械、能源等行业。
油脂工业 冷却甘油、乳化油、植物油，加热、冷却
合成洗涤剂，加热鲸油等。
电力工业 发电机轴泵油、变压器油冷却。
船舶 冷却活塞水、缸套水、润滑油等，海水淡化系
统等。
金属电镀工业 加热电镀液，冷却电解液，氧化铝过
程冷却酸溶液等。
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§ 2-2 板式换热器的基本构造
1 整体结构 ➢板式换热器的结构比较简单 ➢组成部分为：板片、密封垫片、 固定压紧板、活动压紧板、压紧螺 柱和螺母、上下导杆、前支柱等零 部件。 ➢如图1所示。
➢对流换热量的计算公式
Qtwtf A 或 qtwtf
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（2）相变换热
A）凝结换热
▪ 蒸汽和低于相应压力下饱和温度的壁面相接触，蒸 汽就会释放出气化潜热而在壁面上凝结成液体，这种 现象称为凝结换热。
▪ 蒸汽的流速，流动方向，压力对凝结换热都有影响。
▪ 在板式换热器中，蒸汽的流动方向宜于自上而下， 并且应单程布置，以便减小压降和有利于凝液的排除。
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图2-2 板式换热器结构图
▪ 板片为传热元件，垫片为密封元件，垫片粘贴在板片 的垫片槽内。
▪粘贴好垫片的板片，按一定的顺序置于固定压紧板和 活动压紧板之间，用压紧螺柱将固定压紧板、板片、 活动压紧板夹紧。
▪压紧板、导杆、压紧装置、前支柱统称为板式换热器 的框架。
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（2）各种特殊形式的板片
便于装卸垫片的板片 用楔入法把垫片装在板片上
用于冷凝器的板片 板片通气体的角孔特别大，波纹节
距也较大
用于蒸发器的板片 与普通板片的构造完全不同，每四
片为一组，靠不同形状的垫片引 导介质的流向
板管式板片 流道呈蜂窝状，一个通道较大另一个较小
双层板片 由两层板压合在一起，用于两种换热介质绝
图2-4(a) 单程流动
▪ 流动的形式可以根 据不同的工艺要求进 行组合。单程、双程、 多程均可，使之达到 最佳换热效果。
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▪ 冷热流体在通道 中交错流动，流动 形式近似于全逆流。
图2-4(b) 多程流动
（2）组合形式分类 （a）串联流程 （b）并联流程 （c）混联流程 （3）流体在板片间的流动分类（如图2所示） （a）单边流 （b）对角流
▪ 在板式换热器中内所发生的沸腾过程与流体在垂直管内 流动时的沸腾状况基本相同。
▪ 饱和沸腾换热量的计算公式： qb twtf
C）板片及垢层的导热
▪ 由于板片及垢层的厚度与板面尺寸相比很小，导热过 程可认为是沿厚度方向的一维导热。
▪导热量的计算公式如下：
q
p
tw1 tw2
p
，
q
s1
ts1
tw1
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并 联 流 程
混 联 流 程
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图2-5(a) 并联流程 图2-5(b)混联流程
图2-6(a) 单边流
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图2-6(b) 对角流
（4）流程组合的选择 板式换热器有各种各样的流程组合，根据实际操作的 需要设计和选用，而流程的选用和设计是根据板式换 热器的传热方程和流体阻力进行计算的。 A) 流体的流动可以是串联，并联和混联。 B) 流程可以是单流程或多流程，两流体的流程数可以 相等或不相等。 C) 两流体的流程中通道数不一定要相等
A 框架夹板加紧式 最普通，拆卸和清洗都很方便。 B 简单夹紧式 结构轻便，清洗、检查不方便。 C 顶压夹紧式 拆卸方便，工作压力不高。
❖对于要进行两种及两种以上介质的换热，可在 板片中间可设置隔板。 ❖双框架结构可以节约占地面积
A 左右各设置一个固定压紧板，中间设置两个活动压紧板； B 左右各设置一个活动压紧板，中间共用一个活动压紧板；
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3 板片型式
（1）板片的分类 板片是板式换热器的核心元件，常用型式有： A 按波纹的几何形状分 •水平平直波纹 •人字形波纹 •斜波纹 B 按流体在板间的流动形貌分 •管状流动的波纹板片 •带状流动的波纹板片 2020/5大图
▪按一定规律排列的所有板片，称为板束。
▪在压紧后，相邻的触点相互接触，使板片间保持一定 的间隙，形成流体的通道。
▪换热介质从固定压紧板、活动压紧板上的接管中出入， 并相间地进入板片之间地流体通道，进行换热。
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图2-3 板式换热器实物图
❖板式换热器有不同的框架形式
-50～150 -20～110 同其它胶种 0～180
水、水蒸汽、弱酸、碱、醇类
水、水蒸汽、植物油、润滑油、 矿物油 水、水蒸汽、奶、饮料、啤酒、 食用油
无机酸、矿物油、水、水蒸汽
氯丁胶
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-40～100
氨、弱酸、弱碱
4 板式换热器系列型号表示方法
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§ 2-3 流动与传热机理
1 流动状况及流态
• 板式换热器中的流道形状是复杂的，沿流体流动方向的 断面形状不断地呈周期性变化。 • 在很低的雷诺数下形成湍流。 • 不同板型将使板片间通道中流体的流动产生显著的差别。
人字形板片：网状三维流动
水平平直波纹板片：二维流动 • 同种板型，波纹结构参数不同会使流动情况不同。 • 流体进出板片角孔的位置及板片尺寸的长宽比、流程组 合都会影响板间流体的流动。
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2 传热过程
板式换热器中冷热流体之间的换热一般通过以下过程来完成。
（1）流体对流换热 ➢热量的传递一方面靠流体质点的不断运动的混合，即 对流作用；另一方面依靠由于流体和壁以及流体各处存 在温差而造成的导热左右，这种对流和导热同时存在的 过程称为对流换热。
➢影响对流换热的因素有很多，如流体的物性，换热器 表面形状、大小，流体的流动方式等。
➢人字形波纹板片的性能优于水平平直波纹板片。 ➢研究发现人字型波纹板片上的人字角θ对换热效率、 流体阻力都有明显的影响。
➢人字角θ大，换热效率高、流体阻力大，称为硬板片 （H板片）；反之，称为软板片（L板片）。 ➢同一外形尺寸、同一垫片尺寸，仅人字角θ的板片称 为“孪生”板片
➢采用混合通道（HH和HL、或HL和LL等）更能使板式 换热器的设计达到优化。
▪ 板式换热器中冷却介质与蒸汽相对流动方向的不同 影响到凝结过程的不同：
逆流时，蒸汽凝结大部分发生在下部。 顺流时，蒸汽凝结大部分发生在上部。
优先考虑 顺流布置
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▪ 凝结换热量的计算公式： qc twtf
B）沸腾换热
▪ 液体在受热情况下产生的沸腾或蒸发吸热过程，称为沸 腾传热。
1
及
q
s2
tw2 ts1
2
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§ 2-4 板式换热器的传热计算与压降计算
1 传热计算
▪ 传热计算的目的在于使所设计的换热器在服从 传热方程式的基础上满足热负荷所应具有的换热 面积。