换热器一般设计要求

定压比热容

在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1K所需吸收的热量，叫做该种物质的“定压比热容”，用符号Cp表示，国际制单位是：J/(kg·K)。因为气体在压强不变的条件下，当温度升高时，气体一定要膨胀而对外作功，除升温所需热量外，还需要一部分热量来补偿气体对外所作的功，因此，气体的定压比热容比定容比热容要大些。

由于固体和液体在没有物态变化的情况下，外界供给的热量是用来改变温度的，其本身体积变化不大，所以固体与液体的定压比热容和定容比热容的差别也不太大。因此也就不需要区别了。

知道密度怎么换算空气的定压比热容和常压体积比热容啊

【热容量】系统在某一过程中，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这个系统在该过程中的“热容量”。如果在一定的过程中，当温度升高ΔT时，系统从外界吸收的热量为ΔQ，那么在该过程中该系统的热容量为

热容量的单位是焦耳/开。系统的热容量与状态的转变过程有关。在提到系统或物质的热容量时，必须指明状态的转变过程。系统的热容量还与它所包含的物质的质量成正比，不同过程的热容量不同。

为计算简便，常用水当量的概念，如某系统的热容量与多少克水的热容量相等，即称该系统的水当量为多少克。所以任何系统的热容量在数值上就等于它的水当量。

通常规定，系统吸收的热量为正值，而释放的热量为负值，故在系统吸收热量引起温度升高时，热容量为正值。也有的系统，如饱和水蒸气，在温度升高时，释放热量，故其热容量为负值。

【比热容】即比热。是单位质量物质的热容量。单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的“比热容”。在国际单位制中，比热的单位是焦耳/（千克·开）（曾用的单位还有卡/（克·℃）、千卡/（千克·℃）等）在国际单位制中，能量、功、热量的单位统一用焦耳，因此比热容的单位应为J/（kg·K）。

比热容是反映物质的吸热（或放热）本领大小的物理量。它是物质的一种属性。任何物质都有自己的比热容，即使是同种物质，由于所处物态不同，比热容也不相同。例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·K），而结成冰以后的比热容则为2.1×103J/（kg·K）。比热容是热学中一个重要概念。它涉及热量、温度、质量三个物理量间的变化即C=

压强和体积的变化，而有所不同。水的比热容，只有当温度从14.5℃上升到15.5℃时，它的比热容才等于4.2×103J/（kg·K），在其他温度间隔，水的比热容不一定等于4.2×103J/（kg·K）但由于差别很小，可不加考虑。其他物质在温度改变时，比热容也有很小的变化。比热容表中所给的数值都是这些物质的平均值。气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。

【定容比热容】在物体体积不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1℃所需吸收的热量，叫做该种物质的“定容比热容”。

【定压比热容】在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1℃所需吸收的热量，叫做该种物质的“定压比热容”。因为气体在压强不变的条件下，当温度升高时，气体一定要膨胀而对外作功，除升温所需热量外，还需要一部分热量来补偿气体对外所作的功，因此，气体的定压比热容比定容比热容要大些。

换热器管程及壳程的流动阻力，常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时，则应修改设计参数或重新选择其他规格的换热器。按一般经验，对于液体常控制在104～105Pa范围内，对于气体则以103～104Pa为宜。此外，也可依据操作压力不同而有所差别，参考下表。

换热器的合理压力降：较高的压降值导致较高的流速，因此会导致较小的设备和较少的投资，但运行费用会增高，较低的允许压降值则与此相反。所以，应该在投资和运行费用之间进行一个经济技术比较。在下表中给出了常用的换热器的压降值，可供计算时参考。

管壳式换热器、空冷器和套管式换热器

板翅式换热器

其实不用这么复杂,一般换热器的压降要求是0.35公斤,如果介质为润滑油压降要求为1-2公斤,其余特殊的压降要求业主方技术人员会提出的

对容器而言，压降是在同一腔体内的压力差，压差一般指不同腔体间的压力差

换热器压力降参考值表

操作压力P(MPa) 压力降ΔP(MPa)

0～0.1(绝压) P/10

0～0.07(表压，下同) P/2

0.07～1.0 0.035

1.0～3.0 0.035～0.18

3.0～8.0 0.07～0.25

不管什么形式换热器，在传热的过程中，因为介质流过换热器的时候必然会有一定的阻力，所以介质出口压力肯定低于原来的进口压力，进出口介质的压力差即为换热器的压降；但是为了强化传热，我们会在流动通道内设置一些扰流元件，从而增加湍动程度，进而达到强化传热，那么在强化的过程中，压力降就更大，所需的动力就更大，所以绝对不能让压降太大，为了考虑成本和效益以及能量的损失，就提出了允许压降，把压力降限制在某个范围内。当然，这没有什么绝对的，有时

必须有取舍。

容许压降往往是整个工艺要求的而不是换热器本身要求的，举例：

压力为0.13 kPa(A)的液体，经过换热器后要进入蒸馏塔。蒸馏塔的压力是0.11 MPa （A)，那么换热器的压降就不能高于0.02 MPa(A)，否则换热后流体压力低，进不了塔，要设泵，增加了设备不是很麻烦？尽量避免。压降低于0.02 MPa(A)，就是这个换热器设计的硬性要求。

这种要求在工业设计中比比皆是，设计人员是从工艺全局看问题，提要求。设备人员一般看不了这么远。

管壳式换热器允许压力降范围，按化工设备设计全书《换热器》的P18表2-2如下换热器的操作压力Pa 允许的压力降Pa

p＜10^5(a) Δp=0.1xp

p=0~10^5(g) Δp=0.05xp

p=＞10^5(g) Δp＜5x10^4 p

这只给出的是大概范围，重要的是工艺计算来确定合理的满足单元操作的压力降。根据钱颂文老师主编《换热器设计手册》，管壳式换热器的压降一般是控制：

工艺物流的压力MPa 允许压力降ΔP MPa

真空 0.01

0.1-0.17 0.004-0.034

＞0.17 ≥0.034

（1）敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450℃～850℃（此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。

（2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。

（3）稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物。这是因为Ti（或Nb）能优先与碳结合，形成TiC（或NbC），从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲Ti（或Nb）保护Cr的目的。含Ti（或Nb）的奥氏体不锈钢（如：

1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Nb）经稳定化处理后比进行固溶热处理更具有良好的综合机械性能。

（4）所以，有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。;

从温度上来说

固溶处理＞敏化处理＞稳定化处理

三者热处理的目的也不一样！

通常采用316L的情况是由于有较高的耐蚀性要求和耐高温要求，为了节省材料降低成本，所以会选择采用复合板材料。复合板的消应理论上应按照基层的材料要求进行，但是由于介质有较高的耐蚀性要求，所以为了避免材料在使用过程中发生晶间腐蚀，通常采用降低热处理温度，延长保温时间的办法来消除应力，一般在410-430度，这样就可以避开其敏化区间。当然，如果介质没有腐蚀性，那热处理就按照基层材料的要求进行。

哈氏B-2合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区：1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区