【正文】 其圓形缺口高度一般是殼體內(nèi)徑的 40%? 45%。垂直裝配主要用于臥式冷凝器、再沸器或流體中帶有固體顆粒的場(chǎng)合，以有利于冷凝器中的不凝氣和冷凝液的排放。 臥式換熱器弓形折流板的圓缺面可以水平或垂直裝配，如圖 210和圖 211 所示。 折流板間距，在阻力允許的條件下盡可能小，允許的折流板最小間距為殼體內(nèi)徑的 20%或 50 mm (取兩者中的較大值）。弓形折流板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，性能優(yōu)良，在實(shí)際設(shè) 計(jì)中最為常用。 橫向折流板同時(shí)兼有支承傳熱管，防止產(chǎn)生振動(dòng)的作用。 折流板有橫向折流板和縱向折流板兩類，單殼程的換熱器僅需設(shè)置橫向折流板，多殼程換熱器不但需要設(shè)置橫向折流板，而且需要設(shè)置縱向折流板將換熱器分為多殼程結(jié)構(gòu)。常用的 0d 與 t 的對(duì)比關(guān)系見表 3。當(dāng)管子采用焊接方法固定時(shí)，相鄰兩根 管的焊接太近，會(huì)相互受到影響，使焊接質(zhì)量不易保證，一般取 ? （ 0d 為管子外徑）。 ： 管板上兩管子中心距離 t 稱作管間距。 此外，對(duì)于多程列管式換熱器，常采用組合排列的方法，如每一程內(nèi)采用三角形排列，而在各程之間，為了便于安排隔板，則采用正方形排列方法 [4]。為了提高管外傳熱系數(shù)，且又便于清洗管外壁面，往往采用正方形錯(cuò)列。 正方形排列的傳熱管數(shù)雖然較正三角形排列得少，傳熱系數(shù)也較低，但便于 管外表面進(jìn)行機(jī)械清洗。 (a) 正方形直列 （ b） 正方形錯(cuò)列 (c) 三角形直列 （ d） 三角形錯(cuò)列 （ e） 同心圓排列 圖 2﹣ 1 傳熱管的排列方式 [4] 正三角形排列使用最普遍這是因?yàn)樵谕还馨迳峡梢耘帕休^多的管子，且管外傳熱系數(shù)較高，但管外不易機(jī)械清洗。同時(shí)，管子的長(zhǎng)度又應(yīng)與管徑相適應(yīng)，一般管長(zhǎng)與管徑之比，即 L/D 約為 4～ 6。實(shí)際所取管長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)出廠的鋼管長(zhǎng)度合理截用。此外，還有 φ 57 的無縫鋼管和 φ 25 2的耐酸不銹鋼管?？紤]到制造和維修的方便，加熱管的規(guī)格不宜過多。此外，小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較薄；對(duì)于相同的殼徑，可 排列較多的管子。因此，對(duì)于潔凈的流體，管徑可取小些?？紤]到制造上的困難，一般的換熱器殼程數(shù)很少超過 2 倍。 H 型和 G 型相似，只是進(jìn)出口接管與縱向隔板均多一倍，故稱之為雙分流殼體。 G 型殼體又稱為分流殼體。 殼程分程： 殼程分程的型式見圖 2， E 型最為普通，為單殼程。 管程分程的方案參見圖 、安裝、操作的角度考慮，偶數(shù)管程有更多的方便之處，因此用得最多。在換熱器的一端或兩端的管箱中安置一定數(shù)量的隔板，一般每程中管束大致相等。但要解決這樣的問題難度很大，當(dāng)影響換熱器的各項(xiàng)因素改變后對(duì) 整個(gè)系統(tǒng)的效益關(guān)系影響不大時(shí)，按照上述觀點(diǎn)單獨(dú)地對(duì)換熱器進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算仍然是可行的。在清洗時(shí)不僅無法傳遞熱量，還要支付清洗費(fèi)，這部分費(fèi)用必須從清洗后傳熱條件的改善得到補(bǔ)償，因此存在一最適宜的運(yùn)行周期。 動(dòng)力消耗與流速 的平方成正比，而流速的提高又有利于傳熱，因此存在一最適宜的流速 。 （ 4）經(jīng)濟(jì)合理 評(píng)價(jià)換熱器的最終指標(biāo)是：在一定的時(shí)間內(nèi)（通常為 1 年）固定費(fèi)用（設(shè)備的購置費(fèi)、安裝費(fèi)等）與操作費(fèi)（動(dòng)力費(fèi)、清洗費(fèi)、維修費(fèi)等）的總和為最小。 （ 3）有利于安裝、操作與維 修 直立設(shè)備的安裝費(fèi)往往低于水平或傾斜的設(shè)備。 （ 2）安全可靠 換熱器是壓力容器，在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)遵照我國(guó)《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定》與《鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。錯(cuò)列管束的傳熱方式比并列管束的好。 ③ 妥善布置傳熱面 。因?yàn)檫@樣不僅可提高平均溫差，還有助于減少結(jié)構(gòu)中的溫差應(yīng)力。 ② 提高平均溫差 。 ① 增大傳熱系數(shù) 。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)這些條件進(jìn)行熱力學(xué)和流體力學(xué)的計(jì)算，經(jīng)過反復(fù)比較，使所設(shè)計(jì)的換熱器具有盡可能小的傳熱面積，在單位時(shí)間內(nèi)傳遞盡可能多的熱量。 （波形膨脹節(jié)的軸向長(zhǎng)度為 ） 確定折流擋板形狀和尺寸 波形膨脹節(jié) 傳熱系數(shù) K的計(jì)算 1壓強(qiáng)降的計(jì)算 五：列管式換熱器 應(yīng)滿足 的 基本要求。 殼體的標(biāo)記：筒體 DN550 δ =8 L=5910。2)1( bntD c 圓整后，換熱器殼體圓筒內(nèi)徑為 D=550mm，殼體厚度選擇 8mm。 ?? nnc 最外層換熱管中心線距殼體內(nèi)壁距離： b39。 我們選擇管程的長(zhǎng)度為 6m，則 Nt=L’ /6 (管程數(shù)通 常選擇偶數(shù) ) R=(T1T2)/(t2t1) P=(t2t1)/(T1t1) 根據(jù) R， P的值，查化工原理教材中圖 655(a)，得溫度校正系數(shù)φ Δ tm=φΔ tm逆 求實(shí)際換熱面積 A 實(shí)際 121 u d43 6 0 039。 d39。單殼程時(shí)只寫 Nt 7． II 級(jí)（換熱器）管束 采用較高級(jí)冷拔換熱管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動(dòng)場(chǎng)合 IIII 級(jí)（換熱器）管束 采用普通級(jí)冷拔換熱管，適用于受沸、冷凝傳熱和無振動(dòng)一般場(chǎng)合 四、列管式換熱器選型的工藝計(jì)算步驟 計(jì)算熱負(fù)荷 (不考慮熱損失 )，由熱量守恒可計(jì)算柴油出口溫度 T2 計(jì)算逆流平均溫差 3．確定流體走向 4．換熱面積估算 A估 =Q/(K 估Δ tm 逆 ) 取換熱管的規(guī)格為Φ 25 碳素鋼管 ()。 列管式換熱器型號(hào)的表示方法如下： (ttssPN LNX X X D N A I I IP d N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 或 ） ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 1. 1〉第一個(gè)字母代表前端管箱形式 2〉第二個(gè)字母代表殼體形式 3〉第三個(gè)字母代表后端結(jié)構(gòu)形式 2． 公稱直徑（ mm） 對(duì)于釜式重沸器用分?jǐn)?shù)表示，分子為管箱內(nèi)直徑，分母為圓筒內(nèi)直徑 3． 管 /殼程設(shè)計(jì)壓力（ Mpa）。 該標(biāo)準(zhǔn)將換熱器分為 I、 Ⅱ 兩級(jí)， I 級(jí)換熱器采用較高級(jí)冷拔傳熱管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動(dòng)的場(chǎng)合。傳熱管為直管時(shí)，取直管長(zhǎng)度；傳熱管為 U 型管時(shí)，取 U 管的直管段長(zhǎng)度。公稱傳熱面積，指經(jīng)圓整后的計(jì)算傳熱面積。鋼管制圓筒，以鋼管外徑作為換熱器的公稱直徑， mm。其缺點(diǎn)是填料函乃嚴(yán)不高，殼程介質(zhì)可能 通過填料函外樓，對(duì)于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用 三、 列管式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 列管式換熱器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收必須遵循中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) “鋼制管殼式（即列管式）換熱器 ” (GB 151)執(zhí)行。管束可以自由伸縮，不會(huì)產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用材量大，造價(jià)高；浮頭蓋與浮動(dòng)管板間若密封不嚴(yán)，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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。此外，其造價(jià)比管定管板式高 10%左右。 U 型管式換熱器 (見圖 12)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一塊管板，密封面少，運(yùn)行可靠；管束可以抽出，管間清洗方便。當(dāng)管束和殼 體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時(shí)，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(jié)構(gòu)特點(diǎn)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。 （ 1） 固定管板式換熱器 這類換熱器如圖 11 所示。 二、換熱器的分類 根據(jù)列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要分為以下四種。 第三章 設(shè)計(jì)總結(jié)、感想及有關(guān)問題分析討論 一、試選管型號(hào) 二、換熱器結(jié)構(gòu)一些基本參數(shù)的選擇 第三節(jié) 換熱器校核 一、計(jì)算熱負(fù)荷 二、 估算傳熱面積 第二節(jié) 換熱器及主要附件的試選 一、 冷卻劑和加熱劑的選擇 二、 冷熱流體通道的選擇 三、 流速的選擇 四、 流向的選擇 第二章 列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 管束及殼程分程 二、 傳熱管 三、 管的排列及管心距 四、 折流板和支撐板 五、 旁路擋板和防沖擋板 六、 其他主要附件 七、 列管 式換熱器結(jié)構(gòu)基本參數(shù) 第三節(jié) 設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)選擇 第二節(jié) 列管式換熱器結(jié)構(gòu)及基本參數(shù) 第一節(jié) 概述 蘇州科技學(xué)院化學(xué)生物與材料工程 學(xué)院 《化工原理課程設(shè)計(jì)》報(bào)告 列管式換熱器設(shè)計(jì) 年級(jí) 11 級(jí) 專業(yè) 應(yīng)用化學(xué) 設(shè)計(jì)者姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 完成日期 目錄 第一章 文獻(xiàn)綜述 一、 換熱器的概念 二、 換熱器的分類 三、 列管式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 四、 列管式換熱器選型的工藝計(jì)算步驟 五、換熱器設(shè)備應(yīng)滿足的基本要求 第一節(jié) 換熱面積的估算 一、核算總傳熱系數(shù) 二、核算壓強(qiáng)降 第四節(jié) 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 參考文獻(xiàn) 第一章 文獻(xiàn)綜述 第一節(jié) 概述 一、換熱器的 概念 換熱器（英語翻譯： heat exchanger），是將熱流體的部分 熱量 給冷流體， 使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)的熱量交換設(shè)備， 又稱 熱交換器。以下根據(jù)本次的設(shè)計(jì)要求，介紹幾種常見的列管式換熱器。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(jié)余構(gòu)簡(jiǎn)單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結(jié)構(gòu)式殼測(cè)清洗困難，所以殼程宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。管束可以自由伸縮，當(dāng)殼體與 U 型環(huán)熱管由溫差 時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)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(bào)廢率較高。 （ 3） . 浮頭式換熱器 浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)如下圖 13 所示。浮頭式換熱器的優(yōu)點(diǎn)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(shí)，互不 約束，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可以從殼體內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。 （ 4） .填料函式換熱器 其特點(diǎn)是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。填料函式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單，制造方便，耗材少，造價(jià)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(jìn)行清洗，維修方便。 按該標(biāo)準(zhǔn)，換熱器的公稱直徑做如下規(guī)定：卷