换热器设计(教学课件).ppt

1、换热器的用途分类换热器的用途分类名 称应 用加热器用于把流体加热到所需的温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。预热器用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率过热器用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态蒸发器用于加热液体，使之蒸发汽化再沸器是蒸馏过程的专用设备，用于加热塔底液体，使之受热汽化冷却器用于冷却流体，使之达到所需的温度冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化冷溶液进 冷溶液出 热溶液进 (一）单程列管式换热器1 外壳 2管束 3、4接管 5封头 6管板 7折流挡板 （二）双程列管式换热器1壳体 2管束 3挡板 4隔板流体流经管间环隙称为壳程，该流体称为壳程流体流体流经管间环隙称为壳

2、程，该流体称为壳程流体流体流经管束称为管程，该流体称为管程流体流体流经管束称为管程，该流体称为管程流体2.1.1列管换热器的选用和设计思想列管换热器的选用和设计思想步骤步骤 确定流动路径，根据任务计算传热负荷，确定流体进、出的温度，选定换热器形式，计算定性温度，查取物性，计算平均温差，根据温度校正系数不小于0.8的原则，确定壳程数。依据总传热系数经验值范围，或按生产实际选定总传热系数K估值，估算传热面积A估。选定换热器的基本尺寸，如管径、管长、管数及排列等；若选用，在标准中选择换热器型号。计算管程和壳程的压降，根据初选设备规格，计算管、壳程流体压降，检查结果是否满足工艺要求，若压降不合要求，要

3、调整流速，再确定管程数或挡板间距，或选择另一规格的设备，重新计算压降至满足要求。计算总传热系数，核算传热面积，计算管、壳程的给热系数h1和h2，确定污垢热阻Rs1和Rs2,计算总传热系数K计，并计算传热面积A计，比较A估和A计，若A估/A计=1.151.25，则初选的设备合适，否则需另设K估值，重复以上步骤。需冷却的流体一般走壳程，便于散热需冷却的流体一般走壳程，便于散热)tt(Cq)TT(CqQ122P2m211P1mmtKAQ1、直径 小直径管子单位传热面积的金属消耗量小，传热系数稍高，但容易结垢，不易清洗，用于较清洁的流体；大直径管子用于粘性大或污浊的流体。2、规格 常采用无缝钢管规格（

4、外径壁厚）。通常换热管规格：长度按规定选用（1500mm、2000mm、2500mm、3000mm、4500mm、5000mm、6000mm、7500mm、9000mm、12000mm）。其中以其中以3米和米和6米最为普遍。（非标换热器设计时，换热米最为普遍。（非标换热器设计时，换热管长取管长取7m也较多也较多）换热器常用流速的范围2202m2202vsud4/qud4/qn0sdnAL估spnNN错流和折流时的平均温差：两种流体在列管式换热器中流动并非是简单的并流和逆流，而是比较复杂的多程流动，既有折流又有错流。1.简单折流：一种流体作折流流动，另一种流体不折流，或仅沿一个方向流动。错流错流

5、是指两流体在间壁两侧彼此的流动方向垂直；3.复杂折流若两种流体都作折流流动或既有错流又有折流，称为复杂折流。错流或折流时的平均温差，通常是先按逆流求算，然后再错流或折流时的平均温差，通常是先按逆流求算，然后再根据流动型式加以修正根据流动型式加以修正称为温差校正系数，表示为P和R两参数的函数式中温差校正系数关系曲线绘于下图中,mmtt逆,f P R2111ttPtT冷流体实际温度变化冷流体最大温度变化冷流体实际温度变化热流体实际温度变化1221ttTTR温差修正系数1，即tmtm逆，换热器换热器设计时设计时值不应值不应小于小于0.8，否则不，否则不经济。经济。增大的一个方法就是改用多壳程，采用换

6、热器串联。换热管的排列方式有等边三角形和正方形两种，等边三角形排列比正方形排列更为紧凑,但正方形排列的管束清洗方便。N19.1nC管间距指两相邻换热管中心的距离。其值的确定需要考虑以下几个因素：管板强度；清洗管子外表面时所需要的空隙；换热管在管板上的固定方法。一般要求管间距1.25d0，还应符合规定：12cDt nb/Nt05.1D85.07.01、作用 提高壳程内流体的流速；加强湍流强度；提高传热效率；支撑换热管。（当工艺上无折流板要求而管子较细长时，应考虑有一定数量的支承板，以便安装和防止管子变形；支撑板的尺寸、形状可与折流板相同。）2、结构 折流板和支撑板的常用形式有弓形、圆盘圆环形和带

7、扇形切口三种。3、尺寸厚度与壳体直径和折流板间距有关；折流板最小厚度按表76选取。弓形折流板间距：最小间距max0.2Di，50mm 最大间距：按表77规定选取，且Di。间隙：折流板外径与壳体之间的间隙要适当，因为过小给安装带来困难，过大又影响传效率，详见表78。1NB折流板间距换热管长11vuq4d22vuq4d拉杆定距管结构（适用于换热管外径19mm的管束）折流板和支承板的固定是通过拉杆和定距管来实现的化工设备的制图特点图面内容：1视图表示设备的主要结构形状和零部件之间的装配连接关系，按照国家标准机械制图的要求绘制。2尺寸图上注明必要的尺寸，表示设备的总体大小、规格、安装等尺寸数据。3管口符号和管口表设备上所有管口均注明符号（主视图上从左下角起按照英语字母顺序顺时针旋转编号），管口表中列出有关数据和用途等内容。4.技术特性表用表格形式列出设备的主要工艺特性，如操作压强、温度、物料名称、换热面积等内容。5.标题栏填写设备名称、作图比例、设计制图审核人员签字、设计单位、设计时间等内容。