【正文】 浮頭式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 　?。?）管束可以抽出，以方便清洗管、殼程； 　　（2）介質(zhì)間溫差不受限制； 　?。?）可在高溫、高壓下工作，一般溫度小于等于450度，； 　?。?）可用于結(jié)垢比較嚴(yán)重的場(chǎng)合； 　?。?）可用于管程易腐蝕場(chǎng)合。（5）對(duì)于有毒的介質(zhì)或氣相介質(zhì)，必使其不泄漏，應(yīng)特別注意其密封，密封不僅要可靠，而且還應(yīng)要求方便及簡(jiǎn)單。5）與外界溫差大的流體 因?yàn)榭梢詼p少熱量的逸散。但在U形管、浮頭式換熱器中易清洗的都是管外空間。 常用的加熱劑（1）飽和水蒸氣飽和水蒸氣是一種應(yīng)用最為廣泛的加熱劑，由于飽和水蒸氣冷凝時(shí)傳熱膜系數(shù)很高，可以改變蒸氣壓強(qiáng)以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)加熱溫度，而且常用低廉的蒸汽機(jī)及渦輪機(jī)排放廢氣。此次設(shè)計(jì)需使用冷卻劑，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)已給出選，用循環(huán)水作為冷卻劑。至于材料的制造工藝性能，是與換熱器的具體結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系。為了解決管束增加引起管內(nèi)流速及傳熱系數(shù)的降低，可將管束分程。G型殼體又稱(chēng)分流殼體，當(dāng)用作水平的惹熱虹吸式再沸器時(shí)，殼程中的縱向隔板起著防止輕組分的閃蒸與增強(qiáng)混合的作用。管子在管板上排列的方法，用的較多的是等邊三角形（或稱(chēng)正六角形）和正方形排列法。圖31 換熱管排列方式除了上述三種排列方法外，也可采用組合排列方法。但管心距最小不能小于。+25+32177。+臥式換熱器的殼程為蒸汽冷凝，且管子按等邊三角形排列時(shí)，為了減少液膜在列管上的包角及液膜的厚度，管板在裝配時(shí)，其周線(xiàn)應(yīng)與設(shè)備的水平軸線(xiàn)偏轉(zhuǎn)一定角度。應(yīng)根據(jù)工作壓力、溫度和介質(zhì)腐蝕性等條件決定。其中最常見(jiàn)的是平管板。管子與管板的連接可脹接或焊接。實(shí)際上，脹、焊結(jié)合的方法綜合了二者的優(yōu)點(diǎn)，不僅能提高連接處的抗疲勞性能，還可以消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕，提高使用壽命。3）管孔對(duì)管板強(qiáng)度和剛性的影響。這些不同的固定結(jié)構(gòu)對(duì)管板應(yīng)力產(chǎn)生不同程度的影響，在計(jì)算中，管板邊緣的固定形式是以固結(jié)系數(shù)來(lái)反映的。目前設(shè)計(jì)管板厚度的方法很多，由于處理問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)不同，考慮因素的周密程度不同，結(jié)果往往彼此相差很大。直徑小于400mm的殼體通常用鋼管制成，大于400mm的可用鋼板卷焊而成。 正三角形排列： 正方形排列：多管程式中 排列管子數(shù)目； 管板利用率。常見(jiàn)的橫向折流板有圓缺形（或稱(chēng)弓形）和圓盤(pán)圓環(huán)形和孔流型等。缺口供停工排精殘液用。3）孔流型折流板孔流型折流板使流體穿過(guò)折流板孔和管子之間的縫隙流動(dòng)，壓降大，僅適用與清潔流體，應(yīng)用更少。間隙越小，殼程流體介質(zhì)由此泄漏的量越少，亦即減少流體短路，使傳熱效率提高。旁流擋板是指在間隙較大處加上縱向窄條（密封條），一般用點(diǎn)焊的方法固定在兩折流板之間。表38 拉桿直徑與拉桿數(shù)殼體直徑拉桿直徑最少拉桿數(shù)殼體直徑拉桿直徑最少拉桿數(shù)200~2501041200128273,400,500,60012412001210800,1000126一般臥式換熱器都有折流板，既起折流作用，又起支撐作用。接管和封頭可用法蘭或螺紋連接，封頭與殼體之間用螺紋連接，以便卸下封頭，檢查和清洗管子。殼程流體進(jìn)出口的設(shè)計(jì)直接影響換熱器的傳熱效率和換熱管的壽命。此外，應(yīng)在殼程盡可能高的位置上，一般在上管板上，安裝不凝性氣體排出管，作為開(kāi)車(chē)時(shí)的排氣管及運(yùn)轉(zhuǎn)中間歇地排出不凝氣體的接管，其安裝位置應(yīng)在殼程盡可能高的位置，多在上管板上?！∫罁?jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)按單程管計(jì)算,所需的傳熱管長(zhǎng)度為按單程管設(shè)計(jì),傳熱管過(guò)程,宜采用多管程結(jié)構(gòu)。,特性尺寸；定性溫度：流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值高粘度流體；。在課程設(shè)計(jì)這段時(shí)間內(nèi)，我學(xué)到了很多，也收獲了很多。所以，十分感謝在此次課程設(shè)計(jì)中幫助過(guò)我的邵老師和同學(xué)們，是你們的幫助才使我的課程設(shè)計(jì)圓滿(mǎn)結(jié)束。首先是在畫(huà)圖方面，這部分對(duì)我來(lái)說(shuō)有些困難；再者，在信息篩選上，經(jīng)常不知道取舍。管間流動(dòng)殼方流體圓缺擋板（25%），,特性尺寸：管外徑,定性溫度：流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值（取壁溫）。（2）殼程流體阻力計(jì)算 流體流經(jīng)管束的阻力，流體流過(guò)折流板缺口的阻力，總阻力 殼程流動(dòng)阻力也比較適宜。 苯的定性溫度為由手冊(cè)查得 苯在定性溫度下物性數(shù)據(jù)：密度 粘度 定壓比熱容 導(dǎo)熱系數(shù) 處理量：循環(huán)冷卻水在下的物性數(shù)據(jù)密度 粘度 定壓比熱容 導(dǎo)熱系數(shù) 管程傳熱系數(shù)殼程傳熱系數(shù)假設(shè)殼程的傳熱系數(shù) 污垢熱阻管壁的導(dǎo)熱系數(shù) 考慮15%的面積裕度， 為減少熱損失和充分利用苯的熱量，采用苯走殼程，水走管程。方形擋板，上面開(kāi)了小孔以增加流體通過(guò)截面。管程多者可達(dá)16程，常用的有6程。封頭和管箱位于殼體兩側(cè)，用于控制及分配管程流體。此外，對(duì)不銹鋼可采用焊接不可拆的方法。（四）其他主要附件1）旁流擋板 如果殼體和管束之間間隙過(guò)大，則流體不通過(guò)管束而通過(guò)這個(gè)間隙旁通，為防止流體短路。否則流體流向就會(huì)與管子平行而不是垂直，從而使傳熱膜系數(shù)降低。2）圓盤(pán)圓環(huán)形折流板圓盤(pán)圓環(huán)形折流板是由圓板和環(huán)形板組成的，壓降較小，但傳熱也差些。弓形缺口的切缺率（切掉圓弧的高度與殼體內(nèi)徑之比）通常為15%45%，多去20%。前者使流體橫向流動(dòng)；后者則使管間的流體平行流過(guò)管，故名縱向折流板。殼體內(nèi)徑D取決于傳熱管數(shù)N、排列方式和管心距t。各元件在殼程的設(shè)置，按其不同的作用可分為兩列：一類(lèi)是為了殼側(cè)介質(zhì)對(duì)傳熱管最有效的流動(dòng)，來(lái)提高換熱設(shè)備的傳熱效果而設(shè)置的各種擋板，如折流板、縱向擋板、旁路擋板等；另一類(lèi)是為了管束的安裝及保護(hù)列管而設(shè)置的支承板、管束的導(dǎo)軌以及緩沖板等。當(dāng)管子太長(zhǎng)而無(wú)折流板之托時(shí)，管子會(huì)彎曲造成管板附加應(yīng)力。管板外邊緣有不同的固定形式，如夾持、簡(jiǎn)支、半夾持等。在進(jìn)行受力分析時(shí)，常把管板看成是放在彈性基礎(chǔ)上的平板，列管就起著彈性基礎(chǔ)的作用。此外，管子和管孔之間的間隙中存在的不流動(dòng)流體與間隙外流體濃度上的差別易產(chǎn)生間隙腐蝕。如果連接不緊密，在操作時(shí)連接處發(fā)生泄漏，冷、熱流體互相混合，會(huì)造成物料和熱量的流失；若物料帶有腐蝕性、放射性或兩種流體接觸會(huì)產(chǎn)生易燃易爆的物質(zhì)，后果將更加嚴(yán)重。管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分割開(kāi)來(lái)。本設(shè)計(jì)采用焊接法。+57+70177。+19+25177。當(dāng)管子采用焊接方法固定時(shí)，相鄰兩根管的焊縫太近，就會(huì)相互影響，使焊接質(zhì)量不易保證，而采用脹接法固定時(shí)，過(guò)小的管心距會(huì)造成管板在脹接時(shí)由于擠壓力的作用發(fā)生變形，失去了管子與管板之間的連接力，因此，管心距必須有一定的數(shù)值范圍。在制氧設(shè)備中，常采用此法。換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯(cuò)列、三角形直列、三角形錯(cuò)列和同心圓排列。表31 管程布置E型為最為普通，為單殼程。第3章 換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)換熱器的工藝尺寸確定后，若能選用熱交換器標(biāo)準(zhǔn)系列，則結(jié)構(gòu)尺寸隨之而定，否則還需進(jìn)行部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。一般為了滿(mǎn)足設(shè)備的操作壓力和操作溫度，即從設(shè)備的強(qiáng)度或剛度的角度來(lái)考慮，是比較容易達(dá)到的，但材料的耐腐蝕性能，有時(shí)往往成為一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。與空氣相比較，誰(shuí)的比熱容高，傳熱膜系數(shù)也很高，但空氣的獲取和使用比水方便，應(yīng)因地制宜加以選用?？梢杂米骷訜釀┖屠鋮s劑的物料有很多，列管式換熱器常用的加熱劑有飽和水蒸氣、煙道氣和熱水等，常用的冷卻劑有水、空氣和氨等。此外，易析出結(jié)晶、沉渣、淤泥以及其他沉淀物的流體，最好通入比較更容易進(jìn)行機(jī)械清洗的空間。4）腐蝕性強(qiáng)的流體 因?yàn)橹挥泄茏蛹肮傧洳判栌媚透g材料，而殼體及管外空間的所有零件均可用普通材料制造，所以造價(jià)可以降低。（4）應(yīng)減小管子的殼體因受熱不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。此時(shí)為了提高管程流速，增加傳熱效果，須將管束分程，使流體依次流過(guò)各程管束。正方形和轉(zhuǎn)角正方形排列，能夠使管間的小橋形成一條直線(xiàn)通道，便于用機(jī)械進(jìn)行清洗，一般用于管束可抽出管間清洗的場(chǎng)合。故迄今為止在各種換熱器中扔占主導(dǎo)地位。這樣，當(dāng)浮頭出的鉤圈拆除后，即可將管束從殼體內(nèi)抽出。浮頭端設(shè)計(jì)成可拆結(jié)構(gòu)，使管束能容易的插入或抽出殼體。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，便于清洗和檢修，完全消除溫差應(yīng)力，應(yīng)用普遍。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫和高壓的場(chǎng)合。為此常在外殼上焊一膨脹節(jié)，但它僅能減小而不能完全消除由于溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力，且在多程換熱器中，這種方法不能照顧到管子的相對(duì)移動(dòng)。平板式換熱器螺旋板式換熱器板翅式換熱器傘板換熱器螺旋板式換熱器三、熱管換熱器不同的換熱器各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和使用條件。1）直接接觸式(混合式)換熱器：冷、熱流體直接接觸和混合進(jìn)行換熱。加熱器是把流體加熱到必要的溫度而使用的熱交換器，被加熱的流體沒(méi)有相變化。估計(jì)在化工、石油化工行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。螺旋扁管的制造過(guò)程包括了“壓扁”與“熱扭”兩個(gè)工序。此種結(jié)構(gòu)克服了普通折流板的主要缺點(diǎn)。而這些死角又能造成殼程結(jié)垢加劇，對(duì)傳熱效率不利。 將研究的翅片的效率與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出的結(jié)論是：氣動(dòng)噴涂翅片的底面的接觸阻力對(duì)效率無(wú)實(shí)質(zhì)性影響。換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問(wèn)世。很顯然，板式類(lèi)換熱器這種高效的換熱方式，也就順理成章地受到重視，并進(jìn)行了再次開(kāi)發(fā)，且在其強(qiáng)度范圍所能允許的范圍內(nèi)大量應(yīng)用遍地開(kāi)花。但是人們最初舍棄了這種換熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)占優(yōu)的換熱器形式，而是選擇并大量應(yīng)用了管殼式換熱器。 二十世紀(jì)60年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。另一種流體則溫度較低,吸收熱量。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。長(zhǎng)期以來(lái)，非接觸式換熱器一直是管殼式（列管式）換熱器一國(guó)獨(dú)大的局面。 板式類(lèi)換熱器的這個(gè)缺點(diǎn)是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的，所以在其自身范圍內(nèi)無(wú)法改變和突破，而它也就嚴(yán)重地制約了這種高換熱性能換熱器的應(yīng)用和發(fā)展。并出現(xiàn)了不可拆的焊合一體式板式換熱器，盡管不能方便地拆洗，強(qiáng)度卻有所增加。在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位。用該方法不僅可噴涂金屬還能?chē)娡亢辖鸷吞沾?金屬陶瓷混合物)，從而得到各種不同性能的表面。所以，氣動(dòng)噴涂法促進(jìn)表面與基本相互作用的分支邊界