管殼式換熱器ppt課件(已修改)
2025-05-15 03:03 本頁(yè)面
【正文】 第六章 管殼式換熱器的機(jī)械設(shè)計(jì) （ Mechanical Design of Shell and Tube Heat Exchanger） 概述 換熱器是工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的通用工藝設(shè)備。根據(jù)不同的目的，換熱器可以是熱交換器 （ Heat exchanger）、加熱器（ Heater）、冷卻器（ Cooler）、蒸發(fā)器（ Evaporator）、冷凝器（ Condenser）等，結(jié)構(gòu)型式也多種多樣，常用的換熱器有板式換熱器 （ Plate heat exchanger）、管殼式換熱器（ Shell and tube heat exchanger）。 管殼式換熱器又稱列管式換熱器。管殼式換熱器具有處理能力大適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性高，設(shè)計(jì)和制造工藝成熟，生產(chǎn)成本低，清洗較為方便等優(yōu)點(diǎn)，是目前生產(chǎn)中最為廣泛使用的一種換熱設(shè)備。 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和選用除了滿足規(guī)定的化工工藝條件外，還需滿足下列各項(xiàng)基本要求： （ 1）換熱效率高； （ 2）流體流動(dòng)阻力小，即壓力降??； （ 3）結(jié)構(gòu)可靠，制造成本低； （ 4）便于安裝、檢修。 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)及主要零部件 換熱器構(gòu)件名稱 管殼式換熱器的分類（ Classification of Shell and Tube Heat Exchanger） 管殼式換熱器種類很多，根據(jù)換熱器所受溫差應(yīng)力以及是否采用溫差補(bǔ)償裝置，分為剛性結(jié)構(gòu)和具有溫差補(bǔ)償?shù)膬深悺３Ｓ玫墓軞な綋Q熱器有固定管板式，浮頭式，填函式和 U型管式。 固定管板式換熱器（ Fixed tube heat exchanger） 固定管板式換熱器分為剛性結(jié)構(gòu)的固定管板式和帶膨脹節(jié)的固定管板式兩種。換熱器殼體和管束通過(guò)兩端的管板剛性地連在一起。 固定管板式換熱器 帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器 優(yōu)點(diǎn)：換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，每根管子都能單獨(dú)更換，管內(nèi)便于清洗 缺點(diǎn)：管外清洗困難，管殼間有溫差應(yīng)力存在。當(dāng)兩種介質(zhì)溫差較大時(shí)，必須設(shè)置膨脹節(jié)。 固定管板式換熱器適用于殼程介質(zhì)清潔、不易結(jié)垢、溫差不大和殼程壓力不高的場(chǎng)合。 浮頭式換熱器（ Floating head heat exchanger） 浮頭式換熱器中只有一塊管板與殼體剛性固定在一起，另一端的管板可在殼體內(nèi)自由移動(dòng)。管束和殼體在不同溫度下膨脹自由，互不牽連。 優(yōu)點(diǎn)：這種換熱器消除了溫差應(yīng)力的影響，可用于溫差較大的兩種介質(zhì)的換熱。管程和殼程均能承受較高的介質(zhì)壓力。管束可從殼程一端抽出，殼程與管程的清洗均很方便。 缺點(diǎn)：由于換熱器管束與殼程之間存在較大的環(huán)隙，設(shè)備的緊湊性差，傳熱效率較低。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，浮頭部分由活動(dòng)管板、浮頭蓋和勾圈組成，浮頭處發(fā)生內(nèi)漏不便檢查。金屬消耗量大，造價(jià)也較高。 浮頭式換熱器 填函式換熱器（ Fill function heat exchanger） 填函式換熱器的浮頭與殼體間采用填料函進(jìn)行密封和熱補(bǔ)償。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較浮頭式低。檢修、清洗容易，填函處的泄漏能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 缺點(diǎn)：殼程受到填料密封的限制，不能承受過(guò)高的壓力和溫度。且殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程內(nèi)不宜處理易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒的介質(zhì)。 為減少管束與殼體之間的環(huán)隙，可采用滑動(dòng)式管板結(jié)構(gòu)。 填函式換熱器 U型管式換熱器（ Utube heat exchanger） 換熱器的管束彎成 U型， U型管兩端固定在同一塊管板上，在管箱中加有一塊隔板。 U型管式換熱器 優(yōu)點(diǎn)：換熱器只有一塊管板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。 缺點(diǎn)：管內(nèi)不便清洗，管板上布管少，結(jié)構(gòu)不緊湊。管外介質(zhì)易短路，影響傳熱效果。內(nèi)層管子損壞后不易更換。 U型管式換熱器主要用于管內(nèi)清潔而不結(jié)垢的高溫、高壓介質(zhì)。殼層介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，常用于高壓、高溫、粘度較大的場(chǎng)合。 管殼式換熱器機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)，首先根據(jù)化工生產(chǎn)工藝條件的要求，通過(guò)化工工藝計(jì)算，確定換熱器的傳熱面積，同時(shí)選擇管徑。管長(zhǎng)，確定管數(shù)、管層數(shù)和殼層數(shù)，然后進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)包括： （ 1）殼體直徑的決定和殼體厚度的計(jì)算； （ 2）換熱器封頭選擇，壓力容器法蘭選擇； （ 3）管板尺寸確定； （ 4）折流板的選擇與計(jì)算； （ 5）管子拉脫力的計(jì)算； （ 6）溫差應(yīng)力計(jì)算。 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ Shell and Tube Heat Exchanger Design） 管子
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