【正文】 完善的換熱器在設(shè)計和選型時應(yīng)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。一些新型的換熱器相繼問世。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對能源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對換熱器的要求也日益加強。1擋板 2補償圈 3放氣嘴 在化工、石油、動力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛地使用各種換熱器，且他們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位。有具有補償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定板式換熱器，即在外殼的適當部位焊上一個補償圈，當外殼和管束的熱膨脹程度不同時，補償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束的不同的熱膨脹程度。但是由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應(yīng)是較為潔凈且不易結(jié)垢的物料。表21 傳熱器的結(jié)構(gòu)分類類型特點間壁式管殼式列管式固定管式剛性結(jié)構(gòu)用于管殼溫差較小的情況（一般≤50℃），管間不能清洗帶膨脹節(jié)有一定的溫度補償能力，殼程只能承受低壓力浮頭式管內(nèi)外均能承受高壓，可用于高溫高壓場合U型管式管內(nèi)外均能承受高壓，管內(nèi)清洗及檢修困難填料函式外填料函管間容易泄露，不宜處理易揮發(fā)、易爆炸及壓力較高的介質(zhì)內(nèi)填料函密封性能差，只能用于壓差較小的場合釜式殼體上部有個蒸發(fā)空間用于再沸、蒸煮雙套管式結(jié)構(gòu)比較復雜，主要用于高溫高壓場合和固定床反應(yīng)器中套管式能逆流操作，用于傳熱面積較小的冷卻器、冷凝器或預(yù)熱器螺旋管式沉浸式用于管內(nèi)流體的冷卻、冷凝或管外流體的加熱噴淋式只用于管內(nèi)流體的冷卻或冷凝板面式板式拆洗方便，傳熱面能調(diào)整，主要用于粘性較大的液體間換熱螺旋板式可進行嚴格的逆流操作，有自潔的作用，可用做回收低溫熱能傘板式結(jié)構(gòu)緊湊，拆洗方便，通道較小、易堵，要求流體干凈板殼式板束類似于管束，可抽出清洗檢修，壓力不能太高混合式適用于允許換熱流體之間直接接觸蓄熱式換熱過程分階段交替進行，適用于從高溫爐氣中回收熱能的場合 因設(shè)計需要，下面簡單介紹一下固定管板式換熱器。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。因此，設(shè)計和選擇得到使用、高效的換熱器對降低設(shè)備的造價和操作費用具有十分重要的作用。在化工廠，換熱器的費用約占總費用的10%～20%，在煉油廠約占總費用35%～40%。煤油冷卻器的設(shè)計 ：10萬噸/年煤油：列管式換熱器(1).煤油：入口溫度140℃，出口溫度40℃(2).冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度30℃，出口溫度40℃(3).允許壓強降：不大于100kPa(4).煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3，(kg.℃)，(m.℃)(5).每年按330天計，每天24小時連續(xù)運行、殼程流體阻力計算（浮頭式換熱器除外）（見A1圖紙另附）167?！?…..29 167?！?.…………25 167。四. 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………………………………..封頭、鞍式支座的示意圖(BI型)167。 述…………………………………………………………………………………………………..3 167。煤油冷卻器的設(shè)計目錄167?！? 167?！? （流動空間的選擇）及流速確定167。五. 換熱器核算………………………………………………………………………………………….…21167。七. 設(shè)計結(jié)果表匯…………………………………………………………………………………….……28 167。附：化工原理課程設(shè)計之心得體會………………………………………………………………………30167。換熱器是化工、煉油工業(yè)中普遍應(yīng)用的典型的工藝設(shè)備。換熱器在其他部門如動力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)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(shè)備。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛，如表21所示。 固定管板式即兩端管板和殼體連結(jié)成一體，因此它具有結(jié)構(gòu)簡單造價低廉的優(yōu)點。當兩流體的溫度差較大時，應(yīng)考慮熱補償。這種熱補償方法簡單，但不宜用于兩流體溫度差太大（不大于70℃）和殼方流體壓強過高（一般不高于600kPa）的場合。在化工廠，換熱器的費用約占總費用的10%20%，在煉油廠約占總費用的35%40%。換熱器的設(shè)計、制造、結(jié)構(gòu)改進及傳熱機理的研究十分的活躍。隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器自然有各自不同的優(yōu)缺點與性能；所以在換熱器的設(shè)計中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇使用的類型，然后計算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸。（2）安全可靠 換熱器是壓力容器，在進行強度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計算時，應(yīng)遵循我國《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定》和《鋼制管殼式換熱器設(shè)計規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標準。設(shè)備與部件應(yīng)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(shè)保溫層。在設(shè)計或選型時，如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務(wù)的需要，這一標準就尤為重要了。兩流體的溫度變化情況如下：（1）煤油：入口溫度140℃，出口溫度40℃；（2）冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度30℃，出口溫度40℃；該換熱器用循環(huán)冷卻自來水進行冷卻，冬季操作時，其進口溫度會降低，考略到這一因素，估計所需換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，需考慮熱膨脹的影響，相應(yīng)地進行熱膨脹的補償，故而初步確定選用帶有膨脹節(jié)的管板式換熱器。與煤油相比，水的對流傳熱系數(shù)一般較大。 流體種類流速/（m/s）管程殼程一般液體~3~易結(jié)垢液體1氣體5~303~15（以普通鋼壁為例）液體粘度/mPa．s＞15001500～500500～100100～3535～1＜1最大流速/（m/s）由上表，我們初步選用Φ25，管內(nèi)流速取ui=。殼程流體（煤油）的定性溫度為：T= =90℃ 管程流體（水）的定性溫度為：t=℃。逆流時，我們有 煤油：140℃→40℃ 水： 40℃←30℃從而， =℃ 而此時，我們有：P=R=式子中：——熱流體（煤油）的進出口溫度，K或℃；——冷流體（自來水）的進出口溫度，K或℃；由圖419（參見天津大學出版社的《化工原理（上冊修訂版）》233頁）可查得：=﹥，所以，修正后的傳熱溫度差為：= ==32℃ 由以上的計算結(jié)果以及已知條件，很容易算得：