bmeaaa化工原理課程設計-文庫吧
2025-07-21 00:27 本頁面
【正文】 十分重要的作用。 在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，即簡稱換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備。換熱器的類型按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。其中間壁式換熱器應用最廣泛， （1） 固定管板式換熱器這類換熱器如圖11所示。固定管辦事?lián)Q熱器的兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結余構簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結構式殼測清洗困難，所以殼程宜用于不易結垢和清潔的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，用使用管子于管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。（2） U型管換熱器U型管換熱器結構特點是只有一塊管板，換熱管為U型，管子的兩端固定在同一塊管板上，其管程至少為兩程。管束可以自由伸縮，當殼體與U型環(huán)熱管由溫差時，不會產(chǎn)生溫差應力。U型管式換熱器的優(yōu)點是結構簡單，只有一塊管板，密封面少，運行可靠；管束可以抽出，管間清洗方便。其缺點是管內(nèi)清洗困難；喲由于管子需要一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內(nèi)程管間距大，殼程易短路；內(nèi)程管子壞了不能更換，因而報廢率較高。此外，其造價比管定管板式高10%左右。（3）浮頭式換熱器浮頭式換熱器的結構如下圖13所示。其結構特點是兩端管板之一不與外科固定連接，可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，該端稱為浮頭。浮頭式換熱器的優(yōu)點是黨環(huán)熱管與殼體間有溫差存在，殼體或環(huán)熱管膨脹時，互不約束，不會產(chǎn)生溫差應力；管束可以從殼體內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。其缺點是結構較復雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封不嚴，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。（4）填料函式換熱器填料函式換熱器的結構如圖14所示。其特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結構較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進行清洗，維修方便。其缺點是填料函乃嚴不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用。 完善的換熱器在設計和選型時應滿足以下各項基本要求：（1）合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件：可以從：①增大傳熱系數(shù)②提高平均溫差③妥善布置傳熱面等三個方面具體著手。（2）安全可靠 換熱器是壓力容器，在進行強度、剛度、溫差應力以及疲勞壽命計算時，應遵循我國《鋼制石油化工壓力容器設計規(guī)定》和《鋼制管殼式換熱器設計規(guī)定》等有關規(guī)定與標準。（3）有利于安裝操作與維修 直立設備的安裝費往往低于水平或傾斜的設備。設備與部件應便于運輸與拆卸，在廠房移動時不會受到樓梯、梁、柱的妨礙，根據(jù)需要可添置氣、液排放口，檢查孔與敷設保溫層。（4）經(jīng)濟合理 評價換熱器的最終指標是：在一定時間內(nèi)（通常1年內(nèi)的）固定費用（設備的購置費、安裝費等）與操作費（動力費、清洗費、維修費）等的總和為最小。在設計或選型時，如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務的需要，這一標準就尤為重要了。167。 確定設計方案(1)為了便于散熱,循環(huán)水走管程，煤油走殼程，選擇逆流，(2)熱力學數(shù)據(jù)的獲取兩流體進出口溫度情況：熱流體（煤油）進口溫度T1=150℃，出口溫度T2=50℃冷流體（循環(huán)水）進口溫度t1=20℃，出口溫度t2=30℃煤油的定性溫度為T=(150+50)/2=100℃循環(huán)水的定性溫度為t=(20+30)/2=25℃兩流體的溫差根據(jù)兩流體的定性溫度查得它們的熱力學性質(zhì)如下表：物性流體定性溫度℃密度kg/m3粘度mPas比熱容kJ/(kg
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