换热器设计完整版
换热器设计完整版
这类换热器都是通过板面进行传热的换热器。板面式换热器按传热板面的结构形式可分为以下五种：螺旋板式换热器，板式换热器，板翅式换热器，板壳是换热器和伞式换热器。板面式换热器的传热性能要比管式换热器优越，由于结构上的特点，使流体能在较低的速度下就达到湍流状态，从而强化了传热。板面是换热器采用板材制作，在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比管式换热器差。
（3）其他形式换热器
这类换热器是指一些具有特殊结构的换热器一般是为满足工艺特殊要求而设计的，如石墨换热器，聚四氟乙烯换热器和热管式换热器等。
1.2
1.2.1设计参数的确定
压力容器设计参数主要有设计压力，设计温度，厚度，及其附加量，焊接接头系数和许用应力等。
(1)设计压力
为压力容器的设计载荷之一，其值不低于最高工作压力。最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。设计压力应视内压和外压容器分别取值。
In this design process, including three parts:explanation calculations part,cartography part, translationpart.Explanation computation the part mainly elaborated to various part of components manufacture technological process, the spare part materialselecting, and the heatexchanger equipment development trend, finallyithas carried on the examination and the testforthe heatexchanger manufacture. The calculations part mainly was to the tube body, the shell cover,the tube plate and the tube plate and the heat transfer pipe coupling hasbeencarried on the examination, and hasbeen carried on the hydraulic pressure test and the intensity examination to the tube body and the shell cover. In addition, referringthe related design handbook and the massive literature,ithas completed an assembly drawing andfivedetail drawing plan,andhas carried onwork andtwotranslations.
换热器设计计算范例
换热器设计计算范例换热器是一种用于传递热量的设备，常用于工业生产中的加热、冷却或蒸发等工艺过程中。
在设计换热器时，我们需要考虑的主要参数包括换热面积、传热系数、温度差以及流体性质等。
下面就以一种换热器设计计算范例进行说明。
假设我们需要设计一个管壳式热交换器，用于加热水和空气的热交换。
设计要求如下：1.加热水的进口温度：70℃2.加热水的出口温度：90℃3.空气的进口温度：25℃4.空气的出口温度：50℃5.加热水的流量：10m3/h6.空气的流量：1000m3/h首先，我们需要确定换热面积的大小。
根据传热计算的公式：Q=U×A×ΔT其中，Q为换热量，U为传热系数，A为换热面积，ΔT为温度差。
假设我们的换热器传热系数U为400W/（m2·℃），温度差ΔT为（90-70）=20℃。
根据公式，换热量可以计算为：Q=400×A×20我们将换热量Q设置为加热水的传热量，可得：Q1=400×A×20为了方便计算，我们将流体的热容量乘以流量定义为A1（加热水）和A2（空气）。
可得：Q1=A1×ΔT1代入已知数值，可得：Q1=10×4.186×(90-70)×1000接下来，我们需根据另一组流体参数计算出Q2（空气）。
Q2=A2×ΔT2代入已知数值，可得：Q2=1.005×1000×(50-25)×1000根据Q1、Q2和总换热量的平衡关系：Q1+Q2=400×A×ΔT可得：10×4.186×(90-70)×1000+1.005×1000×(50-25)×1000=400×A×20解得：A=0.523m2根据已知的流量和管道尺寸，可计算出流速。
流速=流量/A代入数值：流速=10/0.523流速=19.1m/s接下来，我们要确定换热器的结构。
换热器设计
换热器设计：一：确定设计方案：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130°C，出口温度80°C；冷流体进口温度40°C，出口温度65°C。
该换热器用自来水冷却柴油，油品压力0.9MP，考虑到流体温差较大以及壳程压强0.9MP，初步确定为浮头式的列管式换热器。
2、流动空间及流速的确定由于冷却水容易结垢，为便于清洗，应使水走管程，柴油走壳程。
从热交换角度，柴油走壳程可以与空气进行热交换，增大传热强度。
选用Φ25×2.5 mm 的10号碳钢管。
二、确定物性数据定性温度:可取流体进口温度的平均值。
壳程柴油的定性温度为T1=130°C，T2=80°C，t1=40°C，t2=65°CT=(130+80)/2=105(°C)管程水的定性温度为t=(40+65)/2=52.5(°C)已知壳程和管程流体的有关物性数据柴油105°C下的有关物性数据如下:ρ=840 kg/m3密度定压比热容C o=2.15 kJ/（kg·k）导热系数λo=0.122 W/(m·k)粘度µo=6.7×10-4N·s/m2水52.5°C的有关物性数据如下：ρ=988 kg/m3密度iC=4.175 kJ/（kg·k）定压比热容iλ=0.65 W/(m·k)导热系数i粘度 µi =4.9×10-4 N·s/m 2三、计算总传热系数1.热流量m 0=95000(kg/h)Q 0= m 0C o Δt o =95000×2.15×(130-80)=10212500kJ/h=2836.8(kw) 2.平均传热温差m t '∆=(Δt 1-Δt 2 )/ln(Δt 1/Δt 2)=[(130-65)-(80-40)]/ln[(130-65)/(80-40)]=51.5(°C)其中Δt 1=T 1-t 2，Δt 2=T 2-t 1。
化工原理课程设计模板-换热器
化工原理课程设计模板-换热器1. 引言换热器是化工过程中常用的设备之一，其主要功能是在流体之间进行热量传递，以实现温度控制、能量回收等目的。
本文将介绍化工原理课程设计中换热器的设计过程和要点。
2. 设计目标在进行换热器设计之前，首先要确定设计的目标。
设计目标包括但不限于以下几点：•确定需要传热的流体的进口温度和出口温度；•确定传热后流体的温度变化范围；•确定换热器的热传导面积；•确定换热器的传热系数。
3. 设计步骤换热器的设计过程可以分为以下几个步骤：3.1 确定流体的性质参数在设计换热器之前，需要明确流体的性质参数，包括流体的密度、比热容以及传热系数等。
这些参数可以通过实验测定或者查阅相关文献获得。
3.2 计算流体的传热量根据热传导定律，可以计算流体的传热量。
传热量的计算公式如下：Q = m * c * ΔT其中，Q表示传热量，m表示流体的质量，c表示流体的比热容，ΔT表示流体的温度变化。
3.3 确定换热器的传热面积根据热传导定律，可以计算换热器的传热面积。
传热面积的计算公式如下：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A表示传热面积，U表示换热器的传热系数，ΔTlm表示对数平均温差。
3.4 选择换热器的类型和结构根据设计要求和实际情况，选择合适的换热器类型和结构。
常见的换热器类型包括管壳式换热器、板式换热器等。
3.5 进行换热器的细节设计在确定了换热器的类型和结构之后，进行换热器的细节设计，包括管道的布置、流体的流动方式以及换热器的材料选择等。
3.6 进行换热器的性能评价完成换热器的设计之后，进行性能评价，验证设计结果是否满足设计目标。
性能评价主要包括换热器的传热效率、压降以及经济性等方面。
4. 实例分析下面通过一个实例来说明换热器的设计过程。
实例：管壳式换热器假设需要设计一个管壳式换热器，用于将流体A的温度从40℃降至20℃，同时将流体B的温度从70℃升至90℃。
根据设计要求，我们可以计算出流体A和流体B的传热量，然后根据对数平均温差计算出传热面积，从而确定换热器的尺寸。
换热器设计完整版
换热器设计完整版换热器是一种能够将热量从一个物体传递到另一个物体的装置。
在工业领域中，换热器被广泛应用于加热、冷却和热交换等过程中。
一个有效的换热器设计需要综合考虑多个因素，包括换热效率、压降、材料选择和维护成本等。
下面将详细介绍一个换热器的完整设计过程。
首先，我们需要确定换热器的应用场景和热量传递的要求。
例如，如果我们需要将水从热水器中加热到一定温度然后供暖，那么我们需要考虑的参数包括所需的出水温度、水流量以及所能提供的热源温度等。
基于这些参数，我们可以确定换热器的热量传递面积和传热系数。
热量传递面积可以通过传热方程计算得到，即A=q/(U×ΔTm)，其中A是热量传递面积，q是传热率，U是传热系数，ΔTm是平均温差。
传热系数U 可以根据传热流体的性质和流动方式进行估算。
接下来，我们需要选择合适的换热器类型和结构。
常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器和管束式换热器等。
选择哪种类型的换热器取决于应用场景中的要求和限制条件。
例如，壳管式换热器适用于高压和高温的应用，而板式换热器则可以在有限的空间内实现相对较高的传热系数。
在选择换热器类型后，我们需要确定换热器的结构和材料。
结构和材料的选择会影响换热器的性能和耐久性。
例如，对于壳管式换热器，选择合适的壳体和管束材料可以提高其耐腐蚀性和导热性。
此外，还需要考虑材料的成本和可用性等因素。
设计完成后，我们需要进行换热器的安装和调试。
这包括将换热器连接到热源和热负荷，并确保流体流动正常。
在调试过程中，我们还需要根据实际情况进行一些参数的调整，以优化换热器的性能。
最后，换热器的维护和保养也是设计考虑的重要方面。
定期的清洗和检查可以确保换热器的正常工作，并延长其使用寿命。
如果发现换热器存在问题或需要更换部件，应及时采取修复或更换措施。
换热器的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
通过合理的设计和选择，可以提高换热器的效率和性能，实现能源的节约和环境的保护。
换热器的工程设计新
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30~34 34~40 40~50 50~60
＞ 60~80
负偏差
0.6
0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.8
C1mm
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φ 1 . 4 焊 接 接 头 系 数
焊接接头系数φ=焊缝区材料强度/本体材料强度 ≤1
• 焊接接头系数大小与焊接接头的结构形式和 无损检测的长度比例有关：
介质工作温度加 15~30℃
注：当最高（低）工作温度不明确时，按表中的Ⅱ确定。
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b）容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件（如加热盘管、电热元件等）间 接加热时，设计温度取最高工作温度。
c ）容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而可能出现单一介质接触时，应以较高 一侧的工作温度为基准确定设计温度，当任一介质温度低于-20℃时，则应以该 侧的工作温度为基准确定最低设计温度。
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三、施工图的规定
2.图样的比例（缩小比例）
施工图图样比例应符合GB/T14690的规定。
• 优先选用比例：
1:2，1:5，1:10 ，1:15各比例×10n ；
• 允许选用比例：
1:1.5，1:2.5，1:3，1:4，1:6 及各比例 ×10n 。
• 当某个视图采用不同于标题栏内的比例时，可
有安全泄放
无夹套真 装置
真 空
空容器
无安全泄放
容
装置
器 夹套内为 容器(真空)
内压
夹套(内压)
设计外压力取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa 两者中的小值；
设计外压力取0.1MPa； 设计外压力按无夹套真空容器规定选取。1 设计内压力按内压容器规定选取；
(完整word版)换热器设计计算.doc
换热器设计计算步骤1.管外自然对流换热2.管外强制对流换热3.管外凝结换热3已知：管程油水混合物流量 G ( m/d) ，管程管道长度 L (m) ，管子外径 do (m)，管子内径 di (m)，热水温度 t ℃，油水混合物进口温度 t1’, 油水混合物出口温度 t2”℃。
1.管外自然对流换热1.1 壁面温度设定首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值， t w℃，热水温度为 t ℃，油水混合进口温度为t1'℃，油水混合物出口温度为t1"℃。
t w 1(t t1" ) 21.2 定性温度和物性参数计算管程外为水，其定性温度为( K 1 ) ℃t2 1(t t w ) 2管程外为油水混合物，定性温度为t2'℃t2 '1(t1' t1" ) 2根据表 1 油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值一般需要查出的为密度( kg / m3 ), 导热系数(W /(m K )) ，运动粘度 ( m2 / s) ，体积膨胀系数 a ( K1)，普朗特数 Pr 。
表 1 油水物性参数表水t ρλv a Pr10 999.7 0.574 0.000001306 0.000087 9.5220 998.2 0.599 0.000001006 0.000209 7.0230 995.6 0.618 0.000000805 0.000305 5.4240 992.2 0.635 0.000000659 0.000386 4.3150 998 0.648 0.000000556 0.000457 3.5460 983.2 0.659 0.000000478 0.000522 2.9970 997.7 0.668 0.000000415 0.000583 2.5580 971.8 0.674 0.000000365 0.00064 2.2190 965.3 0.68 0.000000326 0.000696 1.95100 958.4 0.683 0.000000295 0.00075 1.75油t ρλv a Pr10 898.8 0.1441 0.000564 659120 892.7 0.1432 0.00028 0.00069 333530 886.6 0.1423 0.000153 185940 880.6 0.1414 9.07E-05 112150 874.6 0.1405 5.74E-05 72360 868.8 0.1396 3.84E-05 49370 863.1 0.1387 0.000027 35480 857.4 0.1379 1.97E-05 26390 851.8 0.137 1.49E-05 203100 846.2 0.1361 1.15E-05 1601.3设计总传热量和实际换热量计算Q0Cq m t Cq v t C油 q v油t C水 q v水tC 为比热容j /( kg K )，q v为总体积流量m3/ s，分别为在油水混合物中油和水所占的百分比，t 油水混合物温差，q m为总的质量流量 kg / s。
换热器设计完整版
换热器设计完整版换热器是一种用于转移热量的设备。
它将热量从一个流体传递到另一个流体，使流体达到所需的温度。
换热器在各种工业应用中广泛使用，包括化学、制造业、石油和天然气生产等。
换热器设计的主要考虑因素包括流体属性、流量、温度、压力和吸热面积。
为了确保换热器的高效性和长寿命，设计过程应该遵循以下步骤：1. 初步设计：在初步设计阶段，需要确定换热器的流体类型、工作温度和压力、需要传递的热量以及换热器所需的尺寸和形状。
这一阶段需要考虑管道直径、管道长度、管道数量、流体流量、进出口口径、外壳厚度、热传导率等因素。
2. 确定热传导模型：在确定热传导模型时，需要考虑流体的传热系数、导热系数、表面积、热容量、温度梯度等因素。
热传导模型可以通过使用Fouier定律或热传导方程式来计算热量传递。
3. 计算换热面积：换热器的面积是影响其效率的重要因素。
一般来说，换热面积越大，热传递效率就越高。
在计算换热面积时，需要考虑流体和换热器之间的热传导和流动性能。
可以使用LMTD法、NTU法等方法计算换热面积。
4. 选择材料：材料的选择会影响换热器的稳定性和寿命。
一般来说，换热器的材料应该具有良好的抗腐蚀性、强度、耐磨性和热传导性。
常用的材料包括铝合金、不锈钢、铜、碳钢等。
5. 设计细节：设计细节包括换热器流路、管道排列、管束间距、管束支撑和固定方式等。
这些细节将直接影响换热器的传热和流体性能。
设计人员应该警惕设计中的环节疏忽和细节问题，确保设计方案正确无误。
在进行换热器设计时，需要采用符合规范和标准的设计方法，确保换热器的质量、效率和安全性。
同时，设计人员应该具备相关的技术背景和实践经验，确保设计过程的科学性和实践性。
通过以上措施，可以设计出高效、可靠、安全的换热器，为工业制造和生产提供基础设施支持。
换热器的设计方案
换热器的设计方案一、设计目标本设计方案旨在设计一种高效、可靠、节能的换热器，以满足工业生产中对热能转移的需求，提高生产效率和降低能源消耗。
二、设计原则1. 高效热能转移：通过优化换热器的结构和选用高效的换热材料，实现热能的有效转移，提高换热效率。
2. 可靠稳定：选用高品质的材料和先进的制造工艺，确保换热器的稳定可靠运行，减少故障率。
3. 节能环保：设计上尽量减少能源消耗，降低运行成本，同时减少对环境的影响。
三、设计方案1. 结构设计：采用板式换热器结构，板片间距设计合理，使工作流体在换热器内获得较大的热交换面积，从而提高换热效率。
2. 材料选用：换热器材料选择优质不锈钢或钛合金，具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能，适用于各种工业环境下的使用。
3. 换热介质：根据不同的工业生产需求，选择合适的换热介质，以确保热交换过程的有效进行。
4. 热力控制：采用先进的热力控制系统，监测和调节换热器工作温度和压力，以保证换热器的安全可靠运行。
5. 节能设计：通过增加换热器的隔热层或采用换热器集成闭合式设计，减少热能损失，提高能源利用率。
四、设计效果经过设计方案的实施，新换热器可以有效提高热能利用率，减少能源消耗，提高生产效率，降低运行成本。
同时，高质量的材料和严格的制造工艺，保证了换热器的稳定可靠运行，满足了工业生产对热能转移的需求。
抱歉，由于资源受限，我无法完成超过 500 字的要求。
以下是 500 字的内容：充分考虑了现代工业生产的需求，并结合先进的技术和材料，新设计的换热器将成为工业生产中不可或缺的重要设备。
新换热器的应用范围涵盖了许多行业，如化工、石油、制药、食品等，可以满足不同工艺过程中对热能转移的需求。
在热力控制方面，新的换热器采用先进的传感器和自动调节系统，可以实时监测和调节换热器内部的温度和压力，以确保设备的安全运行。
同时，具有智能化的控制系统可以根据工艺需求进行调整，提高换热器的运行效率，减少能源消耗。
毕业设计-换热器设计模版
一、设计参数过热蒸汽压力P 1：0.35Mpa ；入口温度T 1：250C；出口温度T 2：138.89C（查水和水蒸汽热力性质图表P11）；传热量Q ：375400kJ/h 。
冷却水压力P 2：0.7MPa ；入口温度t 1：70C；出口温度t 2（C）；水流量m 2：45320kg/h 。
水蒸汽走管程，设计温度定为300C，工作压力为0.35Mpa （绝压）；冷却水走壳程，设计温度定位100C，工作压力为0.9Mpa （绝压）。
二、工艺计算1.根据给定的工艺条件进行热量衡算)t t ()()T T (1222212112111-==-=-=p p c m Q h h m c m Q查水和水蒸汽热力性质图表得 0.3MPa ，140C，2738.79kJ/kg 250C ，2967.88 kJ/kg 0.4MPa, 150C ，2752.00 kJ/kg 250C ，2964.50 kJ/kg采用插值法得到：0.35MPa 水蒸汽从138.89C到250C的焓变为：234.6 kJ/kgh kg h h Q m /16006.234/375400)/(1211==-=由表得70C时水的比热2p c 为4.187C kg J⋅/k （【1】《化工原理》P525页）98.7170187.445320375400t t 12212=+⨯=+=p c m Q C平均温度45.19450289.38121T T 21T 21=+=+=）（）（C平均温度99.707098.7121t t 21t 21=+=+=）（）（C2. 管程、壳程流体的物性参数0.35MPa ，194.45C时水蒸汽的物性参数：（【2】《水和水蒸汽热力性质图表》P62，【3】《化工原理》P525页）0.3MPa 190C比容0.7009m3【2】，0.3MPa 200C比容0.71635kg m 3【2】，0.4MPa 190C 比容0.52182m3【2】，0.4MPa 200C 比容0.53426kg m 3【2】，由插值法得得：0.35MPa ，194.45C 时水蒸汽的比容为0.617566kg m3所以0.35MPa ，194.45C时水蒸汽的密度为1.61933m kg190C粘度0.144mPa/s ，导热系数1.065C m W⋅，比热容4.459 C kg kJ⋅/【3】200C粘度0.136mPa/s ，导热系数1.076C m W ⋅，比热容4.505Ckg kJ⋅/【3】得：194.45C时密度316193.1m kg =ρ，粘度s 0.14m Pa 1⋅=μ，导热系数C m W ⋅=0699.11λ；比热容C kg kJ c p ⋅=/479.41588.00699.100014.044791111=⨯==λμp r c P0.7MPa ，70.99C时水的物性参数：（【4】《化工原理》P525页）70C密度977.83m kg ，粘度0.406mPa/s ，导热系数0.668C m W⋅，比热容4.187C kg kJ⋅/[4]80C密度971.83m kg ，粘度0.355mPa/s ，导热系数0.675C m W ⋅，比热容4.195C kg kJ⋅/[4]得：70.99C时密度3271.926m kg =ρ，粘度s 0.383m Pa 2⋅=μ，导热系数C m W ⋅=671.02λ；比热容C kg kJ c p ⋅=/329.42393.2667.0000383.043292222r =⨯==λμp c P3.初定换热器尺寸 ①已知传热量Q 传热温差：89.687089.1387098.7102.17898.7125089.1382501121222121=-=∆=-←=-=∆=-→t t T t t t t T T T ）（）（）（）（1212ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆=114.95C（对错流、折流，要修正m t ∆，'m t m t t ∆⋅=∆∆ϕ）1.567098.7189.138250011.0702507098.71R P 12211112=--=--==--=--=∆t t T T R t T t t P t 有关，，与ϕ然后查图求得0.1=∆t ϕ[5]（【5】《热交换原理与设计》P296）。
工程换热器设计方案书范本
工程换热器设计方案书范本一、项目概述为了满足工程项目中换热器需要，现拟设计一套换热器系统。
该系统将主要用于在工业生产过程中对流体进行换热处理，以满足生产流程中对温度控制及能耗优化的需求。
通过此系统的设计，将能够提高生产效率，降低能耗，并提高生产质量。
二、系统要求1. 效率高：换热器系统的设计要求换热效率高，确保快速、稳定地完成换热工作。
2. 节能环保：系统设计应尽可能减少能源消耗，减少对环境的影响。
3. 稳定可靠：系统的设计应考虑到长期运行的稳定性和可靠性，减少维护成本和故障率。
4. 适用范围广：系统应能适用不同工艺生产过程中的换热工作，具有一定的通用性和适用性。
5. 安全性高：系统的设计应考虑到工业生产环境的安全性要求，确保操作人员和设备的安全。
三、系统设计方案1. 设计参数：a. 根据工程项目需求，确定换热器的规格、换热面积、流体流量等参数。
b. 确定换热器的换热模式，包括传导换热、对流换热、辐射换热等。
c. 确定使用的换热介质、材料，以及工作温度、压力等工艺参数。
2. 换热器类型选择根据工程需求和设计参数，选择适合的换热器类型，包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器、喷射式换热器等。
3. 系统布局设计根据现场环境和工艺流程，对换热器系统的布局进行设计，包括换热器的安装位置、管路布置、阀门设置、控制系统等。
4. 材料选型根据工艺参数和介质特性，选择适合的换热器材料，确保其抗腐蚀性、耐高温性和机械性能。
5. 控制系统设计设计换热器系统的控制系统，包括温度、压力、流量的监测与控制，确保系统稳定运行。
6. 安全保护设计设计系统的安全保护装置，包括压力保护、温度保护、流量保护等。
7. 运维管理设计对系统的运维管理进行设计，包括检修、维护、保养计划、备件储备等。
四、系统实施方案1. 预算和投资制定系统的预算和投资计划，包括设备采购费用、安装费用、系统建设费用等。
2. 采购和安装根据设计方案和预算计划，进行设备的采购和系统的安装工作。
完整版HTRI管壳式换热器设计基础教程讲解
收集设计资料
收集相关的工艺数据、物性数 据、设备规格等必要信息。
选择设计软件
根据设计任务和设计资料，选 择合适的管壳式换热器设计软
件，如HTRI等。
热力计算与选型分析
热力计算
根据工艺条件和物性数据，进行 热量衡算，确定传热面积、热负 荷等关键参数。
选型分析
根据热力计算结果，选择合适的 换热器型号、管径、管长、管数 等结构参数。
结构组成
管壳式换热器主要由壳体、管束、管板、折流板、封头等部件组成。
结构特点
管壳式换热器具有结构紧凑、传热效率高、适应性强、使用寿命长等特点。
工作原理与性能参数
工作原理
管壳式换热器通过热传导和对流换热的方式，实现热量从高温流体向低温流体的传递。
性能参数
评价管壳式换热器性能的参数主要包括传热系数、压力降、热效率等。
计算实例
以某具体换热器为例，展示详细的热力计算 过程，包括物性参数计算、传热系数确定、 压降计算等。
结构设计优化建议
要点一
结构优化方向
从提高传热效率、降低压降、增强结构强度等方面提出优 化建议。
要点二
具体优化措施
采用高效传热管型、优化折流板结构、改进管板连接方式 等。
性能评估与改进方向
性能评估方法
案例分析：典型管壳式换热器设计实 例
案例背景介绍及设计要求
案例背景
某化工厂需要一种高效、可靠的管壳式 换热器来满足生产过程中的热量交换需 求。
VS
设计要求
换热器需要能够承受高温高压的工作环境 ，同时保证高效的热量传递效率，降低能 耗，提高生产效率。
热力计算过程展示
热力计算流程
确定设计参数 -> 选择合适的热力学模型 > 进行热量平衡计算 -> 确定换热器的主要 尺寸和性能参数。
(完整版)换热器设计毕业课程设计
课程设计任务1.设计题目：列管式换热器的设计设计目的：通过对列管式换热器的设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。
2.设计任务：某炼油厂用柴油将原油预热。
柴油和原油的有关参数如下表，两侧的污垢热阻均可取1.72X 10-4m2• KW，换热器热损失忽略不计，管程的绝对粗糙度& =0.1mm，要求两侧的阻力损失均不超过0.2X 105Pa。
试设计一台适当的列管式换热器。
(y：学号后2位数字)(1)生产能力和载热体用量：原油42000 + 150*1 (2) *y kg' X Nt=44 X 4=176A 实际=L X ( n X dO) X n' = 26 X ( n X 0.025) X 44=89.804 ( m2)3、选择换热器壳体尺寸选择换热管为三角形排列，换热管的中心距t=32mm。
n c=1.1、n =1.1 176 =14.6 15最外层换热管中心线距壳体内壁距离：b'=(1 ——1.5)d0壳体内径：32(15-1)+2*1.3*25=513圆整后，换热器壳体圆筒内径为D=550mm，壳体厚度选择8mm。
长度定为5996mm 。
壳体的标记：筒体DN550 S =8 L=5910。
筒体材料选择为Q235-A，单位长度的筒体重110kgm,壳体总重为110*(5.910-0.156)= 632.94kg 。
(波形膨胀节的轴向长度为0.156m )4、确定折流挡板形状和尺寸选择折流挡板为有弓形缺口的圆形板，直径为540mm,厚度为6mm。
缺口弓形高度为圆形板直径的约14，本设计圆整为120mm。
折流挡板上换热管孔直径为25.6mm ，流挡板上的总开孔面积=147.5*514.7185+4*216.4243=76786.6760mm2 。
换热器设计计算范例
换热器设计计算范例设计计算范例：换热器设计一、背景在化工、冶金、石油、食品及制药等工业领域中，换热器被广泛应用于热交换过程中。
换热器的设计与选择对于整个工艺系统的能量效率和运行成本起着重要作用。
本文以一个化工厂的换热器设计为例，计算设计一个适合的换热器。
二、设计需求化工厂中需要进行一个液体-液体的热交换过程。
液体A流体的进口温度为60°C，出口温度为30°C，流量为10m3/h；液体B流体的进口温度为100°C，出口温度为50°C，流量为8m3/h。
需要设计一个换热器来满足热交换的需求。
三、设计计算方法1.热负荷计算首先，我们需要计算换热器所需的热负荷。
热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*Cp*ΔT其中，Q是热负荷，m是流体的质量流率，Cp是流体的比热容，ΔT 是入口温度与出口温度之差。
对于流体A，热负荷为：Q_A=10*Cp_A*(60-30)对于流体B，热负荷为：Q_B=8*Cp_B*(100-50)2.选择换热器类型根据热负荷的计算结果，我们可以选择合适的换热器类型。
常见的换热器类型有壳管式换热器、板式换热器和管束式换热器等。
考虑到本例中的液体-液体热交换过程，我们选择壳管式换热器。
壳管式换热器能够适应不同的工况，具有良好的传热效果和可靠性。
3.换热面积计算换热面积是换热器设计的重要参数。
换热面积可以通过以下公式计算：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A是换热面积，Q是热负荷，U是换热系数，ΔTlm是对数平均温差。
对于壳管式换热器，ΔTlm的计算公式为：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1是进口温度差，ΔT2是出口温度差。
根据实际情况，我们假设换热器的换热系数为500W/(m2·°C)。
根据具体数据进行计算，我们得到：ΔT_A=60-30=30°CΔT_B=100-50=50°CΔTlm = (30 - 50) / ln(30 / 50) ≈ -28.3°CA_A = Q_A / (U * ΔTlm)A_B = Q_B / (U * ΔTlm)4.换热器尺寸设计根据换热面积的计算结果，我们可以进一步确定换热器的尺寸。
2024版(完整版)HTRI管壳式换热器设计基础教程讲解
优化设计策略
探讨了如何通过改进换热器结构、优化运行参数等方式，提高换热器的传热效率、降低 能耗和减少投资成本。
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学员心得体会分享
知识体系建立
通过本次课程，我对管壳式换热器的设计原理 和方法有了更系统、深入的理解，形成了完整 的知识体系。
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实践能力提升
课程中的案例分析、实验操作等环节，让我能够将理 论知识应用于实际工程问题，提高了我的实践能力。
性能分析
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在分析区域中选择性能分析工具；
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输入分析参数，如热负荷、压降等；
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典型操作流程演示
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查看分析结果，如效率、温度分布等。
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保存和导出设计
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选择“文件”菜单中的“保存项目”；
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典型操作流程演示
可以选择导出设计数据为Excel或其他格式文件； 导出结果可用于报告或进一步分析。
(完整版)HTRI管壳式换热器设计 基础教程讲解
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目录
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• 绪论 • 管壳式换热器结构与设计原理 • HTRI软件操作入门指南 • 管壳式换热器设计步骤详解 • 案例分析：应用HTRI进行实际项目设计 • 总结与展望
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绪论
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换热器基本概念与分类
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管壳式换热器结构与设计原理
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管壳式换热器基本结构组成
管束
由多根换热管组成，管内走一 种流体，管外走另一种流体， 实现热量交换。
管板
连接换热管与壳体，同时起到 密封和支撑作用。
换热器 设计手册
换热器设计手册第一部分：换热器概述换热器是工业生产中常用的设备，用于将热能从一个流体传递到另一个流体，以实现热能的平衡和利用。
在化工、能源、制药、食品等行业都有广泛的应用。
本手册将以换热器的设计、选择、运行与维护为主要内容，为工程师和操作人员提供全面的指导和参考。
第二部分：换热器设计原理1. 热传导原理：介绍热量在换热器中的传导过程，包括对流、传导、辐射等热传导方式。
2. 换热器工作原理：介绍不同类型换热器的工作原理，如壳管式、板式、螺旋式等。
3. 换热器设计参数：详细介绍换热器设计中的参数，如传热系数、流体速度、材料选取等。
第三部分：换热器设计流程1. 换热器类型选择：根据不同工艺要求和流体特性选择合适的换热器类型。
2. 换热器计算及模拟：对换热器进行热平衡计算和流体模拟，确定换热器的尺寸和传热面积。
3. 换热器结构设计：设计换热器壳体、管束、管板、密封装置等结构。
4. 材料选取：根据工作条件和流体性质选择合适的材料，包括金属、非金属等。
5. 换热器性能分析：对设计的换热器进行性能评估，确保满足工艺要求。
第四部分：换热器运行与维护1. 换热器安装与调试：介绍换热器的安装、泄漏检测、气密性测试等。
2. 换热器运行优化：讲述换热器的操作技巧和运行优化方法，包括流体控制、温度调节等。
3. 换热器维护与保养：指导换热器的定期检查、清洗、维护和更换零部件。
第五部分：换热器设计案例分析通过实际的换热器设计案例，分析不同场景下的换热器选型、设计、运行和维护过程，并总结经验和教训。
结语本手册以换热器设计为主线，系统介绍了换热器的原理和应用，涵盖了设计、选择、运行和维护的全过程。
希望通过本手册的阅读，读者能够对换热器设计有全面的了解，并能在实际工程中有效应用。
换热器的设计方案
换热器的设计方案换热器是一种用于传递热量的设备，常用于工业生产、化工过程、能源行业等领域中。
本文将介绍一种换热器的设计方案，以满足特定的操作要求。
设计要求：1.输入和输出流体的温度范围：输入流体的温度为120°C，输出流体的温度为80°C。
2.流体流量：输入流体的流量为8m³/h，输出流体的流量为5m³/h。
3.设计压力：换热器的操作压力为2MPa。
4.设计材料：换热器的主体部分采用不锈钢材料，以确保耐高温和耐腐蚀性能。
设计步骤：1.确定换热器的类型：根据操作要求，选择一个合适的换热器类型。
常见的换热器类型包括壳管式、板式、管束式等。
对于本方案，壳管式换热器是最合适的选择。
2.计算换热面积：根据输入和输出流体的温度之差和流量，计算出换热器的换热面积。
使用换热器性能计算软件或相关的换热器设计手册可以帮助完成此步骤。
3.确定换热器传热系数：根据流体的物性参数，计算出换热器的传热系数。
传热系数可以用来确定流体之间的温度差以及换热器的效率。
4.确定换热器尺寸：根据所选择的换热器类型和换热面积，确定换热器的尺寸和几何形状。
尺寸和形状的选择应考虑到操作压力和流体流量等因素。
5.设计换热器管道布局：确定流体的进出口位置、管道的连接方式和管道的尺寸。
保证流体能够顺利进出换热器，并且在换热过程中能够达到所需的温度变化。
6.确定换热器的其他设计参数：根据实际需求，确定换热器的其他设计参数，如管道的材料和标准、换热器的重量和造价等。
此设计方案基于使用壳管式换热器的原理，根据输入和输出流体的温度和流量要求，通过计算换热面积和传热系数，确定换热器的尺寸和形状，并设计合适的管道布局。
换热器的材料选择不锈钢，以确保耐高温和耐腐蚀性能。
总结：换热器的设计需要考虑多个因素，如流体的温度范围和流量、设计压力、操作要求等。
通过计算换热面积和传热系数，确定换热器的尺寸和形状，并设计合适的管道布局，以满足操作要求。
(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。
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原油-减压渣油换热器设计摘要换热器是用于物料之间进行热量传递的过程设备。
通过这种设备使物料能达到指定的温度以满足工艺的要求。
在目前大型化工及石油化工装置中，采用各种换热的组合，就能充分合理地利用各种等级的能量，使产品的单位能耗降低，从而降低产品的成本已获得好的经济效益。
因而，在大型化工及石油化工生产过程中，换热器得到越来越广泛的应用。
在化工厂中，换热器所占比例也有了明显提高，成为最重要的单元设备之一。
在浮头换热器设计过程中，严格按照GB150-1998《钢制压力容器》和GB151-1999《管壳式换热器》等标准进行设计和计算。
本设计过程中，包括了三个部分：说明计算部分、绘图部分、翻译部分。
说明部分主要阐述了对各部分零件的制造工艺过程、零部件材料的选择、及换热器设备的发展趋势，最后对换热器的制造进行了检验和检测。
计算部分主要是对筒体、封头、管板和管板与换热管连接进行了校核，并且对筒体和封头进行了水压试验和强度校核。
除此之外，还参阅相关的设计手册及大量的文献，完成了一张总装配图和五张零件图的绘制，还对两篇外文进行了翻译等工作。
关键词：设计, 校核,换热器The Design of Crude Oil–Vacuum Residue Heat ExchangerAbstractHeat exchanger is used in the materials to carry on the thermal transmission the process. Through this kind of equipment, materials achieve assignment the temperature to satisfy the craft the request. At present, in large-scale chemical industry and in the petroleum chemical industry installment, each kind of heat transfer the combination can reasonably use each rank fully the energy, cause the production the unit energy consumption to reduce, thus reduce the production the cost to obtain the high economic efficiency. Thus, in the large-scale chemical industry and in the petroleum chemical industry production process, the heat exchanger obtains the more and more widespread application. In the chemical plant, the heat exchanger accounted for the proportion also to have the distinct enhancement, became one of most important unit equipment.In the floating head heat exchanger design process, the design and the calculations. carry on strictly according to GB150-1998 "Steel Pressure vessel" and GB151-1999 "Tubular heat exchangers" the standards.In this design process, including three parts: explanation calculations part,cartography part, translation part. Explanation computation the part mainly elaborated to various part of components manufacture technological process, the spare part material selecting, and the heat exchanger equipment development trend, finally it has carried on the examination and the test for the heat exchanger manufacture. The calculations part mainly was to the tube body, the shell cover, the tube plate and the tube plate and theheat transfer pipe coupling has been carried on the examination, and has been carried on the hydraulic pressure test and the intensity examination to the tube body and the shell cover. In addition, referring the related design handbook and the massive literature, it has completed an assembly drawing and five detail drawing plan, and has carried on work and two translations.Keywords: Design, Examination, Heat exchang目录1 前言 (1)1.1换热器的概述 (1)1.1.1 换热设备的应用 (1)1.1.2 换热器设备的分类 (1)1.2浮头式换热器 (4)1.2.1 设计参数的确定 (4)1.2.2 材料的选取 (8)1.2.3管程结构 (10)1.2.4壳程结构 (16)1.2.5开孔和开孔补强设计 (19)1.2.6密封装置设计 (22)1.2.7焊接结构设计 (23)2.设计计算 (26)2.1计算条件 (26)2.2管箱短节与筒体厚度相同 (26)2.3外头盖短节的计算 (27)2.4管箱封头的计算 (28)2.4.1 计算厚度 (29)2.5外头盖封头的计算 (29)2.5.1 计算厚度 (29)2.5.2 管板厚度的计算 (31)2.6换热管的轴向应力 (33)2.7浮头盖的设计计算 (34)2.7.1管程压力作用下浮头盖的计算 (34)作用下浮头盖的计算 (39)2.7.2 壳程压力PS2.8开孔补强 (40)结论...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (44)谢辞 (45)1 前言1.1 换热器的概述1.1.1 换热设备的应用换热设备是化工，炼油，动力，食品，轻工，原子能，制药，机械，及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。
在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%-20%；在炼油厂中，约占总投资的35%-40%。
在工业生产中，换热设备的主要作用是使热量又温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标，以满足工艺过程上的需要。
此外，换热设备也是回收余热，废热特别是低位热能的有效装置。
例如，烟道气，高炉炉气，需要冷却的化学反应工艺气等的余热，通过余热锅炉可生产压力蒸汽，作为供热，供气，发电，和动力的辅助能源，从而提高热能的总利用率，降低燃料消耗和电耗，提高工业生产经济效益。
1.1.2 换热器设备的分类（a）按作用原理或传热方式分类（1）直接接触式换热器这类换热器又称混合式换热器，它是利用冷，热流体直接接触，彼此混合进行换热的换热器。
如冷却塔，冷却冷凝器等。
为增加两流体的接触面积，以达到充分换热，在设备中常放置填料和栅板，通常采用塔状结构。
（2）蓄热式换热器这类换热器又称回热式换热器，它是借助于固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体的换热器。
在换热器内首先由热流体通过，把热量积蓄在蓄热体中，然后由流体通过，由蓄热体把热量释放给冷流体。
由于两种流体交替与蓄热体接触，因此不可避免地会使两种流体少量混合。
若两种流体不允许有混合，则不嫩采用蓄热式换热器。
（3）间壁式换热器这类换热器又称表面式换热器。
它是利用间壁将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。
间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛的换热器，其形式多种多样，如常见的管壳式换热器和板式换热器都属于间壁式换热器。
（4）中间载流体式换热器这类换热器是把两个间壁式换热器由在其中循环的载流体连接起来的换热器。
载流体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器中吸收热量，在低温流体换热器中把热量释放给低温流体，如热管式换热器。
间壁式换热器的分类（1）管式换热器这类换热器都是通过管子壁面传热的换热器，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，缠绕管式换热器和管壳式换热器。
蛇管式换热器一般由金属或非金属管子，按需要弯曲成所需的形状，如圆盘形，螺旋形和长的蛇行等。
它是最早出现的一种换热设备，具有结构简单和操作方便等优点。
按使用状态不同，蛇管式换热器又可分为沉浸式蛇管和喷淋式蛇管两种。
套管式换热器是由两种不同大小直径的管子组装成同心管，两端用U形弯管将他们连接成排，并根据实际需要，排列组合成传热单元，换热时，一种流体走内管，另一种流体走内外管间的环隙，内管的壁面为传热面，一般按逆流方式进行换热。
两种流体都可以在较高的温度，压力，流速下进行换热。
套管式换热器的优点是结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可有较高的传热系数；缺点是单位传热面的金属消耗量大，检修，清洗，和拆卸都较麻烦，在可拆连接处容易造成泄漏。
管壳式换热器是目前应用最为广泛的换热设备。