列管式换热器设计正文

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列管式换热器课程设计报告书

列管式换热器课程设计报告书

一、设计题目:列管式换热器设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理能力:3000吨/日设备型式:固定管板式换热器2、操作条件(1)苯:入口温度80.1℃出口温度40℃(2)冷却介质:循环水入口温度25℃出口温度35℃(3)允许压降:管程不大于30kPa壳程不大于30kPa三、设计内容(一)、概述目前板式换热器产品达到了一个成熟阶段,凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用, 并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。

板式换热器的优点(1) 换热效率高,热损失小在最好的工况条件下, 换热系数可以达到6000W/ m2K, 在一般的工况条件下, 换热系数也可以在3000~4000 W/ m2K左右,是管壳式换热器的3~5倍。

设备本身不存在旁路,所有通过设备的流体都能在板片波纹的作用下形成湍流,进行充分的换热。

完成同一项换热过程, 板式换热器的换热面积仅为管壳式的1/ 3~1/ 4。

(2) 占地面积小重量轻除设备本身体积外, 不需要预留额外的检修和安装空间。

换热所用板片的厚度仅为0. 6~0. 8mm。

同样的换热效果, 板式换热器比管壳式换热器的占地面积和重量要少五分之四。

(3) 污垢系数低流体在板片间剧烈翻腾形成湍流, 优秀的板片设计避免了死区的存在, 使得杂质不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的换热效果。

(4) 检修、清洗方便换热板片通过夹紧螺柱的夹紧力组装在一起,当检修、清洗时, 仅需松开夹紧螺柱即可卸下板片进行冲刷清洗。

(5) 产品适用面广设备最高耐温可达180 ℃, 耐压2. 0MPa , 特别适应各种工艺过程中的加热、冷却、热回收、冷凝以及单元设备食品消毒等方面, 在低品位热能回收方面, 具有明显的经济效益。

各类材料的换热板片也可适应工况对腐蚀性的要求。

当然板式换热器也存在一定的缺点, 比如工作压力和工作温度不是很高, 限制了其在较为复杂工况中的使用。

同时由于板片通道较小,也不适宜用于杂质较多,颗粒较大的介质。

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

化工原理课程设计列管式换热器设计要求:设计一个列管式换热器,实现两种不同温度的流体之间的热量传递。

设计要求如下:1. 列管式换热器采用直管式结构,热传导介质为水和油;2. 设计流量分别为水流量 Q1 = 500 L/h,油流量 Q2 = 300 L/h;3. 设计温度分别为水的进口温度 T1i = 80℃,油的进口温度T2i = 120℃;4. 确定水的出口温度 T1o 和油的出口温度 T2o;5. 选择合适的换热器材料,确保换热效果良好;6. 根据设计参数计算所需的换热面积 A 和换热效率η。

设计方案:1. 确定管径和管长:首先根据水和油的流量和温度差,计算所需的换热面积。

然后确定换热器的尺寸,其中包括管径和管长。

2. 选择换热器材料:根据换热介质的性质和工作条件,选择合适的换热器材料,例如不锈钢。

3. 计算出口温度:根据热平衡原理,计算水和油的出口温度。

假设换热器满足热平衡条件,即水的热量损失等于油的热量增加。

4. 计算换热面积:根据换热器的尺寸和热传导方程,计算所需的换热面积。

5. 计算换热效率:根据热平衡原理和换热器的热传导性能,计算换热效率。

实施步骤:1. 根据设计流量和温度差,计算所需的换热面积。

假设水和油的传热系数均为常数,可以使用换热传导方程进行计算。

2. 根据所需的换热面积和理论计算值,选择合适的换热器尺寸。

3. 根据所选换热器材料,计算换热器的尺寸和管径。

假设管壁温度近似等于流体温度。

4. 根据热平衡原理,计算出口温度。

假设热平衡条件满足,即水的热量损失等于油的热量增加。

5. 根据所选材料和尺寸,计算换热效率。

假设换热器的热传导系数为常数,使用换热效率计算公式进行计算。

总结:本课程设计主要针对列管式换热器的设计,通过选择合适的换热器材料和计算换热器的尺寸,实现了水和油之间的热量传递。

根据设计要求,通过计算出口温度和换热效率,验证了设计方案的合理性。

设计过程需要考虑多方面的因素,如流体性质、流量和温度差等。

列管式换热器设计

列管式换热器设计

列管式换热器设计列管式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、制药等行业中。

本文将从列管式换热器的设计原理、设计步骤和设计考虑因素三个方面进行详细介绍。

一、设计原理列管式换热器是通过管内的换热流体和管外的换热流体之间的换热传递来实现热量的传递。

它的基本原理是利用换热流体在管内和管外的对流,通过管壁的传导传热作用,使热量从高温流体传递给低温流体。

二、设计步骤1.确定换热器的使用条件:包括换热流体的性质、入口温度、出口温度等。

2.确定换热器的换热面积:根据换热流体的热负荷和传热系数来计算所需的换热面积。

3.选择管子的尺寸和材料:根据换热流体的性质和流量来选择合适的管子尺寸和材料。

4.确定管子的数量和布置方式:根据换热面积和换热流体的流量来确定管子的数量和布置方式,一般采用多行多列的方式。

5.设计管束的尺寸:根据换热面积和管子的数量来确定管束的尺寸,包括管束的直径、长度和布置方式等。

6.计算换热器的传热系数:根据换热面积、流体的性质和传热方式来计算换热器的传热系数。

7.计算换热器的压降:根据流体的流量、管束的阻力和流体的性质来计算换热器的压降。

8.进行换热器的热力学计算:包括换热器的热力学效率、有效传热面积和温差效益等。

三、设计考虑因素1.热负荷:根据换热流体的热负荷来确定换热器的换热面积和管子的数量。

2.材料选择:根据换热流体的性质和工艺要求来选择合适的材料,包括管子的材料和管壳的材料。

3.温度差:根据换热流体的温度差来确定管束的数量和换热器的传热系数。

4.流体压降:根据流体的流量和管束的阻力来计算换热器的压降,并确定合适的管束布置方式和管束的尺寸。

5.清洗和维护:考虑到换热器的清洗和维护,要选择易于清洗和维护的结构设计。

综上所述,列管式换热器的设计是一个复杂的工程,需要考虑多个因素。

设计者需要根据具体的使用条件和要求来确定换热器的换热面积、管子的尺寸和材料、管束的数量和布置方式等。

同时,还需要计算换热器的传热系数、压降和热力学参数等。

列管式换热器的设计

列管式换热器的设计
定性温度 ℃
物性数据ρ2=879 kg/m3
CP2=1.813 kJ/kg·K
μ2=4.4×10-4N·S/m2
λ2= =1.384×10-4kW/m·K
2、水蒸汽(下标1表示)的物性数据
定性温度 蒸汽压力200Kpa下的沸点为Ts=119.6℃
物性数据ρ1=1.1273 kg/m3
γ1=2206.4 kJ/kg
蒸汽体积流量V=Gν=0.564×0.903=0.510 m3/s
取蒸汽流速u’=20 m/s
=0.180m=180mm
选用无缝热轧钢管(YB231-64)Φ194×6mm,长200mm。
3、冷凝水排出口
选用水煤气管 即Φ42.25×3.25mm,长100mm。
(七)、校核流体压力降
1、管程总压力降
1、列管式换热器是目前化工生产中应用最广泛的一种换热器,它的结构简单、坚固、容易制造、材料范围广泛,处理能力可以很大,适应性强。但在传热效率、设备紧凑性、单位传热面积的金属消耗量等方面还稍次于其他板式换热器。此次设计所采用的固定管板式换热器是其中最简单的一种。
2、由于水蒸汽的对流传热系数比苯侧的对流传热系数大得多,根据壁温总是趋近于对流传热系数较大的一侧流体的温度实际情况,壁温与流体温度相差无几,因此本次设计不采用热补偿装置。
实际管数n=NT-NTb-n3=169-23=146根,每程73根排列管
实际流速
m/s
与初假设苯的流速u’2=0.55m/s相近,可行。
3、换热器长径比
符合要求( )
(五)、校核计算
1、校核总传热系数K值
(1)管内对流传热系数α2
W/m2·℃
(2)管外对流传热系数α1
式中:n为水平管束垂直列上的管数,n=7;

化工原理课程设计---列管式换热器的设计

化工原理课程设计---列管式换热器的设计

化工原理课程设计---列管式换热器的设计列管式换热器是一种常用的换热器类型,其结构简单、传热效率高、维修方便等优点使其在工业生产中得到广泛应用。

该换热器由多个平行排列的管子组成,热流体和冷流体分别流过管内外,通过管壁传递热量,实现热量交换。

根据不同的流体流动方式,列管式换热器又可分为纵向流式和横向流式两种形式。

其中,横向流式换热器传热效率更高,但结构较为复杂,维修难度较大,因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。

浮头式换热器的特点是管板和壳体之间没有固定连接,只有一个浮头,管束和浮头相连。

浮头可以在壳体内自由移动,以适应管子和壳体的热膨胀。

这种结构适用于温差较大或壳程压力较高的情况。

但是,由于管束和浮头的连接是松散的,因此需要注意防止泄漏。

U型管式换热器:U型管式换热器的管子呈U形,两端分别焊接在管板上,形成一个U型管束。

壳体内的流体从一端进入,从另一端流出,管内的流体也是如此。

这种结构适用于流体腐蚀性较强的情况,因为管子可以很容易地更换。

多管程换热器:多管程换热器是将管束分成多个组,每组管子单独连接到管板上,形成多个管程。

这种结构可以提高传热效率,但也会增加流体阻力。

因此,需要根据具体情况来选择多管程的数量。

总之,列管式换热器是一种广泛应用于化工及酒精生产的换热器。

不同的结构适用于不同的工艺条件,需要根据具体情况来选择合适的换热器。

在使用过程中,需要注意保养和维护,及时清洗和更换损坏的部件,以保证换热器的正常运行。

换热器的一块管板与外壳用法兰连接,另一块管板不与外壳连接,这种结构称为浮头式换热器。

浮头式换热器的优点是管束可以拉出以便清洗,管束的膨胀不受壳体约束,因此在两种介质温差大的情况下,不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。

但其缺点是结构复杂,造价高。

填料式换热器的管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也较低。

但壳程内介质有外漏的可能,因此不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

列管式换热器课程设计报告书

列管式换热器课程设计报告书

列管式换热器课程设计报告书设计报告书:列管式换热器引言:设计报告书旨在对列管式换热器进行综合性的设计分析,详细讨论设计过程及结果。

本文档包括换热器的设计背景、设计目标、设计计算、设计结果及讨论以及结论等主要内容。

一、设计背景:二、设计目标:本次设计的目标是设计一台列管式换热器,用于将一种流体的温度从80℃升高到120℃,另一种流体的温度从150℃降至100℃。

设计要求包括:换热器的热功率、设计压力、流体入口温度和出口温度、换热面积等参数。

三、设计计算:1.确定热负荷和流体流量:根据流体的温度变化和流量要求,确定热负荷和流体流量。

并结合换热器的传热特性,计算出换热面积。

2.选择换热器类型和材料:根据设计要求,选择适合的列管式换热器类型和材料,考虑到流体性质、压力和温度等因素。

3.计算传热过程中的压降:根据流体性质和流体流量,计算流体在换热器中的压降。

4.确定换热器的尺寸:根据计算得到的换热面积和流体流量,确定换热器的尺寸和结构。

四、设计结果及讨论:根据实际情况及设计计算,确定了列管式换热器的参数和结构。

设计结果展示了换热器的尺寸、换热面积、流量参数等,并进行了相关讨论。

同时,设计结果还包括选择的换热器材料、设计压力和温度等。

五、结论:本次设计报告书综合分析了列管式换热器的设计过程及结果。

根据设计目标和计算得出的结果,可得出以下结论:1.设计的列管式换热器满足了设计要求,能够实现流体的热交换。

2.使用合适的材料和尺寸,可以优化换热器的性能和效率。

3.设计过程中需要考虑流体的性质、温度、压力和流量等因素,以确保换热器的安全和稳定运行。

结语:本设计报告书详细介绍了列管式换热器的设计背景、设计目标、设计计算、设计结果及讨论,以及最终得出的结论。

通过本次设计,我们加深了对列管式换热器的理解,并提高了设计能力。

在实际工程中,将根据需求及具体情况进行设计,并综合考虑各种因素,以确保换热器的优化运行。

(完整版)列管式换热器设计

(完整版)列管式换热器设计

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。

列管式换热器设计正文

列管式换热器设计正文

摘要在不同温度的流体间传递热能的装置成为热交换器,简称为换热器。

在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,且它们是上述这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。

随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同,换热器的类型也多种多样,不用类型的换热器各有优缺点,性能各异。

在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型,然后计算,并确定换热器的结构尺寸、材料。

列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。

它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。

所需材质,可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。

在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程列管式换热器。

关键词:温度传热面积结构尺寸材料1.前言1.1列管式换热器设计的意义换热器是建筑采热取暖生产中必不可少的设备,近几年由于新技术的发展,各种类型的换热器越来越受工业界的重视,而换热器又是节能措施中较为关键的设备,广泛应用于化工、医药、食品饮料、酒精生产、制冷、民用等工艺;因此,无论是从工业的发展还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都具有非常重要的意义。

1.2列管式换热器的工作原理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。

为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。

挡板可提高壳程流体速度,迫使流体ﻫ按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。

换热管在管板上按等边三角形或正方形排列。

等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易ﻫ结垢的流体。

ﻫ流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。

按换热方式可分为单壳程单管程换热器、双管程、多管程、多壳程换热器。

列管式换热器设计方案

列管式换热器设计方案

列管式换热器设计方案第一节推荐的设计程序一、工艺设计1、作出流程简图.2、按生产任务计算换热器的换热量Q。

3、选定载热体,求出载热体的流量。

4、确定冷、热流体的流动途径。

5、计算定性温度,确定流体的物性数据(密度、比热、导热系数等).6、初算平均传热温度差。

7、按经验或现场数据选取或估算K值,初算出所需传热面积。

8、根据初算的换热面积进行换热器的尺寸初步设计.包括管径、管长、管子数、管程数、管子排列方式、壳体内径(需进行圆整)等。

9、核算K。

10、校核平均温度差 m T.11、校核传热量,要求有15-25%的裕度.12、管程和壳程压力降的计算。

二、机械设计1、壳体直径的决定和壳体壁厚的计算。

2、换热器封头选择。

3、换热器法兰选择。

4、管板尺寸确定。

5、管子拉脱力计算.6、折流板的选择与计算。

7、温差应力的计算。

8、接管、接管法兰选择及开孔补强等.9、绘制主要零部件图。

三、编制计算结果汇总表四、绘制换热器装配图五、提出技术要求六、编写设计说明书第二节列管式换热器的工艺设计一、换热终温的确定换热终温对换热器的传热效率和传热强度有很大的影响。

在逆流换热时,当流体出口终温与热流体入口初温接近时,热利用率高,但传热强度最小,需要的传热面积最大。

为合理确定介质温度和换热终温,可参考以下数据: 1、热端温差(大温差)不小于20℃。

2、冷端温差(小温差)不小于5℃。

3、在冷却器或冷凝器中,冷却剂的初温应高于被冷却流体的凝固点;对于含有不凝气体的冷凝,冷却剂的终温要求低于被冷凝气体的露点以下5℃。

二、平均温差的计算设计时初算平均温差∆t m,均将换热过程先看做逆流过程计算。

1、对于逆流或并流换热过程,其平均温差可按式(2-1)进行计算:2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ (2—1) 式中,1t ∆、2t ∆分别为大端温差与小端温差。

当221t t ∆∆时,可用算术平均值()221t t t m ∆+∆=∆。

食品工程原理——列管式换热器课程设计[1][1]

食品工程原理——列管式换热器课程设计[1][1]

列管式换热器的设计班级:xxxx姓名:xxx学号:xxxxxxxx指导教师:xxx时间:xxxxx目录工程原理课程设计任务书 (2)(一) 概述及设计方案简介 (3)1概述 (3)2设计方案简介 (8)(二)工艺及设备设计计算 (8)1确定物性数据 (8)2计算总传热系数 (9)3传热面积的计算 (10)4工艺结构尺寸 (10)5换热器核算 (12)(三)辅助设备的计算及选型 (14)(四)设计结果汇总表 (15)(五)设计评述 (15)(六)参考资料 (15)(七)主要符号说明 (16)(八)致谢 (16)工程原理课程设计任务书(一) 概述及设计方案简介1 概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,简称为换热器。

在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低,吸收热量。

在工程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器,但它的基本原理与上述情形并无本质上的差别。

在食品、化工、石油、动力、制冷等行业中广泛使用各种换热器,它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用,而且是一些化工单元操作的重要附属设备,因此在化工生产中占有重要地位。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同,换热器的类型也多种多样,不同类型的换热器各有优缺点,性能各异。

在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型然后计算换热所需传热面积,并确定换热器的结构尺寸。

1.2 换热器的选择换热器的种类很多,根据其热量传递的方法的不同,可以分为3种形式:坚壁式、直接接触式和蓄热式。

列管式换热器的应用已有很悠久的历史,现在,它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用,尤其在石油、化工、能源设备等部门所使用的换热设备中,列管式换热器仍处于主导地位。

虽然列管式换热器在传热效率、紧凑性和金属耗量等方面不及某些新型换热器,但它具有结构简单、坚固耐用、适应性强、制造材料广泛等独特的优点,因而在换热设备中仍处于主导地位。

列管式换热器的设计

列管式换热器的设计

列管式换热器的设计第一节概述在工业生产中,凡用来实现冷热流体热量交换的设备,统称为换热器。

它在化工、炼油、原子能、建筑、机械、交通等许多技术领域中均有广泛的应用。

如化工生产中的加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器、再沸器等;又如热力发电厂中的空气预热器、蒸汽过热器、凝汽器和冷水塔等,为了满足不同生产条件的需要,各工业部门采用多种多样的换热器。

适应于各种换热条件,换热器有多种形式,其中应用最广泛的是列管式换热器。

目前这种换热器被当作为一种传统的标准换热器,在许多工业部门中被大量的使用。

本章仅对列管式换热器的设计选型做一些介绍。

第二节列管式换热器的设计一、设计方案的确定1、换热器类型的选择列管式换热器又称管壳式换热器,主要由壳体、管束、管板、管箱、封头等部件组成。

管束两端固定在管板上,管板连同管束都固定在壳体上,封头、壳体上装有流体的进出口接管。

热交换时,一种流体在管束及与其相通管箱内流动,其所经过的路程称为管程;另一种流体在管束与壳体之间的间隙中流动,其所经过路程,称为壳程。

为了提高壳程流体的流速,可在壳体内装设一定数目与管束相垂直的折流挡板,这样即提高壳程流体的流速,同时又迫使壳程流体遵循规定的路径流过,多次地错流流过管束,有利于提高传热效果。

列管式换热器操作时,由于管束和壳体的温度不同,两者所用材料有时也不相同,导致两者热膨胀不同。

若两者的温度差较大(50℃以上)时,就可能会引起设备变形、扭弯或破裂。

为此,考虑到热膨胀的影响,须采用各种补偿结构。

列管式换热器,根据补偿程度的不同,常用的有以下几种结构型式:(1)固定管板式换热器这类换热器如图1所示。

固定管板式换热器的两端和壳体连为一体,管子则固定于管板上,它的结构简单;在相同的壳体直径内,排管最多,比较紧凑;由于这种结构使壳侧清洗困难,所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。

当管子和壳体的壁温差大于50℃时,应在壳体上设置温差补偿——膨胀节,依靠膨胀节的弹性变形可以减少温差应力。

列管式换热器的设计书

列管式换热器的设计书

目录1.设计方案 (1)2.衡算 (1)2.1确定设计方案 (1)2.1.1选择换热器类型 (1)2.1.2管程安排 (1)2.1.3流体流速的安排 (2)2.2确定物性数据 (2)2.3估算传热面积 (2)2.3.1冷流量 (2)2.3.2热负荷 (2)2.3.3热废水用量 (2)2.3.4平均传热温差 (2)2.3.5初算传热面积 (3)2.4换热器工艺结构尺寸 (3)2.4.1管径和管内流速 (3)2.4.2传热管长 (4)2.4.3平均传热温差校正及壳程数 (4)2.4.4传热管排列和分程方法 (5)2.4.5壳体直径 (5)2.4.6折流板 (5)2.4.7接管 (5)3.换热器衡核算 (6)3.1传热面积校核 (6)3.1.1管程传热膜系数 (6)3.1.2壳程传热膜系数 (6)3.1.3总传热系数 (7)3.1.4传热面积校核 (7)3.2换热器内压降的核算 (8)3.2.1管程阻力 (8)3.2.2壳程阻力 (8)4.设备选型 (9)4.1换热管 (9)4.1.1换热管规格的选择 (9)4.1.2管子排列方式的选择 (9)4.2折流挡板 (9)4.3材料选用 (10)5.附录及图纸 (11)6.总结 (12)7.参考文献 (12)1.设计方案设计条件:反应器的工业污水经与进料物流换热后,用循环冷却水将其从112℃进一步冷却至70℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶组分。

已知液体的流量为6m 3·h -1,循环水的入口温度为38℃,出口温度为75℃,要求设计一台列管式换热器,完成该生产任务。

已知工业废水在112~70℃下的有关物性数据如下:密度330.987010/kg m ×,定压比热容()℃⋅kg kJ /1885.2,热导率℃⋅⋅−11755.0m W ,粘度s Pa ⋅×3103891.0.2.衡算2.1确定设计方案2.1.1选择换热器类型两流体温的变化情况:热流体进口温度112℃,出口温度70℃;冷流体进口温度38℃,出口温度为75℃;管束可以抽出,以方便清洗馆、可以用于结垢比较严重的场合;可用于管程易腐蚀场合。

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
缺陷: 1)在管子旳U型处易冲蚀,应控制管内流速; 2)管程不合用于结垢较重旳场合;
可用旳场合:
1)管程走清洁流体;
2)管程压力尤其高;
3)管壳程金属温差很大,固定管板换热器连设置膨胀节都无法 满足要求旳场合.
2、流动空间旳选择
3、流速旳拟定
4、流动方式旳选择
除逆流和并流之外,在列管式换热器中冷、 热流体还能够作多种多管程多壳程旳复杂 流动。当流量一定时,管程或壳程越多, 表面传热系数越大,对传热过程越有利。 但是,采用多管程或多壳程必造成流体阻 力损失,即输送流体旳动力费用增长。所 以,在决定换热器旳程数时,需权衡传热 和流体输送两方面旳损失。
5、流体出口温度旳拟定
若换热器中冷、热流体旳温度都由工艺条件所要求,则不存在 拟定流体两端温度旳问题。若其中一流体仅已知进口温度,则 出口温度应由设计者来拟定。例如用冷水冷却一热流体,冷水 旳进口温度可根据本地旳气温条件作出估计,而其出口温度则 可根据经济核实来拟定:为了节省冷水量,可使出口温度提升 某些,但是传热面积就需要增长;为了减小传热面积,则需要 增长冷水量。两者是相互矛盾旳。一般来说,水源丰富旳地域 选用较小旳温差,缺水地域选用较大旳温差。但是,工业冷却 用水旳出口温度一般不宜高于45℃,因为工业用水中所含旳部 分盐类(如CaCO3、CaSO4、 MgCO3和MgSO4等)旳溶解度 随温度升高而减小,如出口温度过高,盐类析出,将形成传热 性能很差旳污垢,而使传热过程恶化。假如是用加热介质加热 冷流体,可按一样旳原则选择加热介质旳出口温度。
取管长应根据出厂旳钢管长度合理截用。 我国生产系列原则中管长有1.5m,2m, 3m,4.5m,6m和9m六种,其中以3m和 6m更为普遍。同步,管子旳长度又应与管 径相适应,一般管长与管径之比,即L/D约 为4~6

列管式换热器设计

列管式换热器设计

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--列管式换热器设计说明书(完整版)

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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。

列管式换热器设计正文.doc

列管式换热器设计正文.doc

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列管式换热器是一种常用于热力工程中的热交换设备,其主要由管束、衬里、支撑板、固定钢架、法兰等组成,其结构类似于管壳式换热器,但其管子呈列装式。

其主要原理是
通过两种流体之间的热量传递,使得热量从高温一侧传递到低温一侧,从而实现热量的平衡。

列管式换热器的设计需要考虑多种因素,包括流体的性质、换热器的尺寸、传热面积、传热系数等,以下为具体介绍:
(1)流体的性质
设计列管式换热器时,需要考虑管子内外的流体性质,主要包括流速、密度、热容、
粘度、导热系数等因素。

这些性质会影响到传热效果和运行效率,因此需要进行合理的计
算和分析。

(3)传热面积
设计列管式换热器时,需要确定其传热面积,主要与管子的数量、长度、直径等因素
有关。

传热面积越大,传热效果越好,但同时也增加了换热器的体积和成本,因此需要进
行合理的选择和设计。

(5)法兰和支撑板
列管式换热器的设计还需要考虑法兰和支撑板的大小和数量,这些因素会影响到换热
器的安装和使用效果。

法兰应选择合适的材质和规格,以确保其在高温、高压情况下的安
全性能;支撑板应合理安排间距和数量,以确保管束的稳定性和安全性。

列管式换热器课程设计(含有CAD格式流程图和换热器图)

列管式换热器课程设计(含有CAD格式流程图和换热器图)
完善图纸细节
检查并调整图纸中的线条、颜色、字体等细节,确保图纸清晰易读, 符合规范要求。
关键节点参数设置与调整
设备参数设置
根据换热器、泵等设备的性能参 数,设置相应的CAD图纸中的属 性,如设备尺寸、处理能力、扬 程等。
管道参数调整
根据工艺流程需求和管道设计规 范,调整管道的直径、壁厚、材 质等参数,确保管道系统的安全 性和经济性。
阀门与控制点设置
在关键位置设置阀门以控制物料 流动,并根据控制需求设置相应 的控制点,如温度传感器、压力 传感器等。
流程图在课程设计中的作用
明确工艺流程
通过流程图可以清晰地展示物料在换热器中的流动过程, 帮助学生理解工艺流程和设备的相互关系。
指导设备布局与管道设计
流程图可以作为设备布局和管道设计的依据,有助于优化 设备布局和减少管道长度,提高系统的效率。
方式和换热器图纸中的局部结构。
建议措施
03
加强CAD制图技能的训练,提高图纸的准确性和规范
性。
经验教训分享与未来展望
经验教训
在课程设计过程中,应注重团队协作,合理分配任务,及时沟通交流,确保设计进度和 质量。
未来展望
随着CAD技术的不断发展,应积极探索新的设计理念和方法,提高课程设计的创新性 和实用性。同时,鼓励学生参与实际工程项目,将理论知识与实践相结合,提升综合素
流程图绘制步骤及规范
确定流程图的类型和范围
根据课程设计需求,明确要绘制的流程图类型(如工艺流程图、控制 流程图等)和所涵盖的范围。
绘制主要设备和管道
使用CAD软件中的绘图工具,按照比例和规范要求,绘制出换热器、 泵、阀门等主要设备以及连接它们的管道。
添加流向箭头和标注

化工原理课程设计列管式换热器设计

化工原理课程设计列管式换热器设计

化工原理课程设计列管式换热器设计化工原理课程设计:列管式换热器设计换热器设计是化工工程中重要的一部分,其中列管式换热器是应用最为广泛且效果最好的一种换热器。

本文将介绍列管式换热器的基本原理和设计方法。

一、列管式换热器的基本原理列管式换热器是利用管内流体与管外流体之间的换热来完成加热或冷却的过程。

它由分别流动在管内和管外的两种不同的流体所组成,通过管壁进行热交换的装置。

列管式换热器可以分为三种形式:固定管板式、浮动管板式和无管板式。

固定管板式在热交换管束的入口和出口处,设有固定管板将管束分成两个区域,流体在这两个区域之间来回流动。

浮动管板式的管板装置可以向前、后或上、下运动,它可以不受流体压力之影响而可自行调节进、出口流通面积,并自动进行清洗。

无管板式换热器的壳内装有多层盘管结构,流体在壳内和盘管内循环流动。

二、列管式换热器的设计方法列管式换热器的设计方法主要包括壳体布置图的绘制、管程计算、管子长度和管板设计等。

1、壳体布置图的绘制壳体布置图是指将列管式换热器的单元示意图或设计结构图用图纸或软件绘制出来,是计算和设计的基础。

壳体布置图绘制需要考虑以下因素:(1)流体流向的选择(2)流体进出口的位置和数量(3)设备的布置和占地面积(4)流体阻力和压降的计算2、管程计算管程计算是指计算流体在管内的速度和所需管子直径的大小。

在进行管程计算时,需要考虑以下因素:(1)流体的流量和温度(2)管子的材质和直径(3)管子的长度和数量(4)流体的比热和密度(5)壳体内的换热面积3、管子长度的确定管子长度的确定需要考虑以下因素:(1)对流和传热的影响(2)流体的温度和流速(3)管子的外径和厚度(4)管子的材质和强度4、管板设计管板的设计需要考虑以下因素:(1)管板的开孔位置和大小(2)管板的强度和材质(3)管线和管板间的距离(4)管板的投影面积(5)管板的流阻系数三、总结列管式换热器是一种应用广泛的换热器,通过管内流体与管外流体之间的热交换来完成加热或冷却的过程。

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摘要在不同温度的流体间传递热能的装置成为热交换器,简称为换热器。

在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,且它们是上述这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。

随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同,换热器的类型也多种多样,不用类型的换热器各有优缺点,性能各异。

在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型,然后计算,并确定换热器的结构尺寸、材料。

列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。

它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。

所需材质,可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。

在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程列管式换热器。

关键词:温度传热面积结构尺寸材料1.前言1.1列管式换热器设计的意义换热器是建筑采热取暖生产中必不可少的设备,近几年由于新技术的发展,各种类型的换热器越来越受工业界的重视,而换热器又是节能措施中较为关键的设备,广泛应用于化工、医药、食品饮料、酒精生产、制冷、民用等工艺;因此,无论是从工业的发展还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都具有非常重要的意义。

1.2列管式换热器的工作原理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。

为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。

挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。

换热管在管板上按等边三角形或正方形排列。

等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。

流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。

按换热方式可分为单壳程单管程换热器、双管程、多管程、多壳程换热器。

最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。

为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。

这样流体每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,这称为多管程。

同样,管壳式换热器为提高管外流速,也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间,称为多壳程。

多管程与多壳程可配合应用。

1.3列管式换热器的优点单位体积设备所能提供的传热面积大,传热效果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广,操作弹性大,大型装置中普遍采用。

1.4列管式换热器的结构壳体、管束、管板、折流挡板和封头。

一种流体在管内流动,其行程称为管程;另一种流体在管外流动,其行程称为壳程。

管束的壁面即为传热面。

1.4.1 列管式换热器的折流挡板为提高壳程流体流速,往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。

折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。

常用的折流挡板有圆缺盘和圆盘形两种,前者更为常用。

图1 圆缺形列管式换热器图2 圆盘形列管式换热器1.4.2 列管式换热器的多壳程换热器列管式换热器必须从结构上考虑热膨胀的影响,采取各种补偿的办法,消除或减小热应力,根据所采取的温差补偿措施。

为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差60℃以上时,为了安全起见,换热器应有温差补偿装置,但补偿装置(膨胀节),只能在壳壁与管壁温度低于60~70℃和壳程流体压强不高的情况下。

一般壳程压强超过0.6MP时才会由于补偿圈过厚,难于伸缩,失去温差补偿的作用,就用考虑其他结构。

1.5 列管式换热器的种类1.5.1 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,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。

1.5.2 浮头式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,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。

其优点:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀的不同而产生温差应力。

其缺点为结构复杂,造价高。

图3 浮头式换热器1.5.3 U形管式换热器U形管式换热器,每根管子都弯成U形,两端固定在同一块管板上,每根管子皆可自由伸缩,从而解决热补偿问题。

管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。

其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板排列的管子少。

优点是结构简单,质量轻,适用于高温高压条件。

1.5.4 填料函式换热器这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。

但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

设计内容已知条件:(1),反应器的混合气体经与进料物流换热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶组分。

已知混和气体的流量为227301 kg/h,压力为6.9MPa,循环冷却水的压力为0.4MPa,循环水的入口温度为29℃,出口温度为39℃(2) 混和气体在85℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值):= 90 kg/m3密度ρ1定压比热容c p1 = 3.297 kJ/(kg•℃)热导率λ= 0.0279 W/(m•℃)1= 1.5×10-5 Pa•s粘度μ1循环冷却水在34℃ 下的物性数据:= 994.3 kg/m3密度ρ2定压比热容c p2 = 4.174 kJ/(kg•℃)= 0.624 W/(m•℃)热导率λ2= 0.742×10-3 Pa•s粘度μ22确定设计方案2.1 选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度110℃,出口温度60℃。

冷流体(循环水)进口温度29℃,出口温度39℃。

该换热器冷却热的混合气体,传热量较大,可预计排管较多,因此初步确定选用固定管板式换热器。

因气体操作压力为6.9MPa,属于较高压操作,因此不选用膨胀节。

2.2 流动空间及流速的确定单从两物流的操作压力看,混合气体操作压力高达6.9MPa,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。

但由于循环冷却水较易结垢,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降;且两流体温度相差较大,应使α较大的循环水(一般气体α<液体)走管内。

所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。

选用Φ25mm×2.5mm的碳钢管,管内循环水流速取1.3m/s。

3 换热器结构尺寸设计3.1、管径和管内流速=1.3m/s。

选用Φ25mm×2.5mm传热管(碳钢),取管内流速ui3.2、管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数。

= 错误!未找到引用源。

= 错误!未找到引用源。

≈615 (根)ns按单程管计算,所需的传热管长度为L =错误!未找到引用源。

=错误!未找到引用源。

= 12.0(m)按单管程设计,传热管过长,宜采用多管程结构。

现取传热管长L = 6.0(m),则该换 = L/l = 12.0/6.0 = 2(管程)热器管程数为NP传热管总根数N = 615×2 = 1230(根)3.3 传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。

因为壳程流体压力较大,故采用焊接法连接管子与管板。

取管心距a = 1.25d,则oa = 1.25×25≈32(mm)隔板中心到离其最近一排管中心距离=a/2+6=32/2+6=22mm则分程隔板槽两侧相邻管中心距S= 44mm。

n图4隔板横过管束中心线的管数n = 1.19错误!未找到引用源。

= 1.19错误!未找到引用源。

= 42(根)3.4 壳体内径采用多管程结构,取管板利用率η= 0.7,则壳体内径为:D = 1.05a错误!未找到引用源。

= 1.05×32错误!未找到引用源。

= 1408.5(mm) 圆整可取D = 1400 mm3.5 折流板采用单弓形折流板,取折流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为h = 0.25D = 0.25×1400 = 350(mm)取折流板间距B = 0.3D = 0.3×1400 = 420(mm)= 传热管长/折流板间距-1 = 6000/420-1 = 14(块)折流板数NB图5 折流板圆缺面水平装配3.6 接管管程流体进、出口接管:取接管内循环水流速为3.0m/s,则接管内径为:d = 错误!未找到引用源。

= 错误!未找到引用源。

= 0.326(m)圆整取350mm。

壳程流体进、出口接管:取接管内混合气体流速为10.0m/s,则接管内径为:d = 错误!未找到引用源。

= 错误!未找到引用源。

= 0.299(m)圆整取300mm。

3.7 传热面积SS = 错误!未找到引用源。

= 错误!未找到引用源。

= 413.41(m2)该换热器的实际传热面积Sp = πdoLn = 3.14×0.025×(6.0-0.06)×(1230-42) =554.23(m2)该换热器的面积裕度为:H = (Sp-S)/S×100% = (554.23-413.41)/ 413.41×100% = 34.1%传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。

4换热器的材料设计换热器的设计,初步确定选用固定管板式换热器。

因气体操作压力为6.9MPa,属于较高压操作换热器的制作材料应该根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选取。

在高温下一般材料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。

同时具耐热性、高强度及耐腐性的材料是很少的饿,目前,常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、低合金钢、铜和铝等;非金属性材料有石墨、聚四佛乙烯和玻璃等。

不锈钢和有色金属虽然扛腐蚀性能好,但价价格高且比较缺稀,应尽量少用。

5 换热器主要结构尺寸和计算结果表1项目结果推荐使用材料碳钢管子规格Φ25×2.5管数 1230管间距/mm 32管长/mm 6000管体内径/mm 1400排列方式正三角形折流板形式上下间距/mm 420切高/mm 3506设计评述固定管板式换热器的两端和壳体连为一体,管子则固定于管板上,结构简单;在相同的壳体直径内,排管最多,比较紧凑,本设计由于换热任务较大,故管数较多。

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