管壳式换热器的常用规格
管壳式换热器
管壳式换热器（GB151-1999） 1.管壳式换热器的结构组成： a 受压元件：壳体、膨胀节、设备法兰、换热管、管箱、管板、接管及法兰（DN250）设备主螺柱（M36） b 非受压元件：支座、折流板、拉杆 c 管程：与换热管相连通的空间 d 壳程：换热管外部、壳体内部的连通空间 2管壳式换热器的设计： a 工艺设计：A 、Δp 换热器直径、换热管规格、材料、数量、长度、排列方式、程数、折流板结构和数量； b 机械设计： 换热管束级别确定，结构设计，强度、刚度、 稳定性计算 第一部分 传热和换热器基本知识 列管式换热器的工艺设计步骤： 1、计算传热量、平均温差，估计总传热系数K ，估算传热面积； （1）传热量的计算： 两流体无相变热量衡算式： 可知：要想计算传热量，需要知道4个温度和2个流量。 （2）传热温差的计算： （3）传热面积的估算： 2、设定换热管规格和管内流体流速，计算换热管数和长度，确定管程数； 管束分程： 在满足流量和压降的前提下，采用多管程可提高流速，达到强化传热的目的，管程数一般 有1、2、4、6、8、10、12等7种，布管原则为： ① 应尽可能使各管程的换热管数大致相等； ②分程隔板槽形状简单，密封面长度较短。 3、根据换热管数量和排列形式，确定换热器壳体直径； （1）换热管的排列形式：三角形、正方形排列 （2）换热管中心距：宜不小于1.25d0，常用管间距详见GB151表12 筒体直径估算值： （3）布管限定范围： 固定管板式换热器或U 形管换热器管束最外层换热管外表面至壳体内壁的最短距()() 2112 e c pc c c h ph h h Q W c T T W c T T ζ=?-=??-?-??=??1212,ln()m t t t t t 122m t t t ?+??=或e m Q A K t =??2,0.785i V n d u =A l dn π=1.05n D t η=
(完整版)管壳式换热器简介及其分类
管壳式换热器简介及分类 概述 换热器是在具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。在工业生产中，换热器的主要作用是使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要。换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、航空以及其他许多工艺部门广泛使用的一种通用设备。在华工厂中，换热器的投资约占总投资的10%-20%；在炼油厂中该项投资约占总投资的35%-40%。 目前，在换热器中，应用最多的是管壳式换热器，他是工业过程热量传递中应用最为广泛的一种换热器。虽然管壳式换热器在结构紧凑型、传热强度和单位传热面的金属消耗量无法与板式或者是板翅式等紧凑换热器相比，但管壳式换热器适用的操作温度与压力范围较大，制造成本低，清洗方便，处理量大，工作可靠，长期以来人们已在其设计和加工方面积累了许多经验，建立了一整套程序，人么可以容易的查找到其他可靠设计及制造标准，而且方便的使用众多材料制造，设计成各种尺寸及形式，管壳式换热器往往成为人们的首选。 近年来，由于工艺要求、能源危机和环境保护等诸多因素，传热强化技术和换热器的现代研究、设计方法获得了飞速发展，设计人员已经开发出了多种新型换热器，以满足各行各业的需求。如为了适应加氢装置的高温高压工艺条件，螺纹锁紧环换热器、Ω密封环换热器、金属垫圈式换热器技术获得了快速发展，并在乙烯裂解、合成氨、聚合和天然气工业中大量应用，可达到承压35Mpa、承温700℃的工艺要求；为了回收石化、原子能、航天、化肥等领域使用燃气、合成气、烟气等所产生的大量余热，产生了各种结构和用途的废热锅炉，为了解决换热器日益大型化所带来的换热器尺度增大，震动破坏等问题，纵流壳程换热器得到飞速的发展和应用；纵流壳程换热器不仅提高了传热效果，也有效的克服了由于管束震动引起的换热器破坏现象。另外，各种新结构的换热器、高效重沸器、高效冷凝器、双壳程换热器等也大量涌现。 管壳式换热器按照不同形式的分类 工业换热器通常按以下诸方面来分类：结构、传热过程、传热面的紧凑程度、所用材料、
管壳式换热器规格标准
管壳式换热器规格标准 一、介绍 管壳式换热器是一种非常常见的换热设备，可以广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业的热交换过程中。在使用管壳式换热器之前，需要先了解它的标准尺寸，以便选择合适的型号。 二、管壳式换热器标准尺寸 管壳式换热器的标准尺寸通常是按照壳体内径和管道外径计算的。一般标准尺寸的管壳式换热器有以下规格： 1. DN25/25，壳体内径为219mm，管道外径为25mm； 2. DN32/25，壳体内径为273mm，管道外径为25mm； 3. DN40/25，壳体内径为325mm，管道外径为25mm； 4. DN50/25，壳体内径为426mm，管道外径为25mm； 5. DN65/25，壳体内径为529mm，管道外径为25mm； 6. DN80/25，壳体内径为630mm，管道外径为25mm； 7. DN100/25，壳体内径为720mm，管道外径为25mm； 以上标准尺寸仅供参考，实际情况还需根据具体使用要求进行选择。 三、注意事项 在选择管壳式换热器之前，还需要注意以下事项： 1. 确定换热器的流量和热载荷； 2. 确认换热器的使用压力和温度范围； 3. 根据流体特性和腐蚀情况选择合适的材质； 4. 根据使用环境选择适当的防腐形式。
以上是关于管壳式换热器标准尺寸的介绍，希望能帮助您了解相关知识并选择合适的型号。 二、管壳式换热器国家标准规格 1. 壳体尺寸 壳体尺寸一般以壳体直径和长度表示。国家标准中规定的壳体直径从50mm到5000mm不等，长度也有所不同，最长可达20m。 2. 管束数量 管壳式换热器管束数量的多少直接决定了热交换的效率。国家标准中规定管壳式换热器的管束数量应在1到12根之间，具体数量可根据使用条件及要求来进行选择。 3. 温度 管壳式换热器的工作温度一般受制于材质、管束数量以及流体性质等多个因素。国家标准中对于常用的曲率半径、沸点温度、加热量及换热系数等参数进行了规定。 4. 压力 管壳式换热器的工作压力也是一个重要的参数。国家标准中规定壳体及管束的承载能力应当相应地考虑壳体公称压力、最高工作压力、安全压力及压力损失等因素。 三、管壳式换热器的应用领域 管壳式换热器广泛应用于化工、石油、冶金、电站、制药、食品及其他工业部门。其中，大型管壳式换热器多用于冶金、石油和化工等工业领域，而小型管壳式换热器则主要应用于船舶、食品加工及家用热水器等领域。
化工设备机械基础第七章习题解答
《化工设备机械基础》习题解答 第三篇: 典型化工设备的机械设计 第七章管壳式换热器的机械设计 一、思考题 1．衡量换热器好坏的标准大致有哪些？ 答：传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构可靠，节省材料；成本低；制造、安装、检修方便。 2．列管式换热器主要有哪几种？各有何优缺点？ 3．列管式换热器机械设计包括哪些内容？ 答：①壳体直径的决定和壳体壁厚的计算； ②换热器封头选择，压力容器法兰选择； ③管板尺寸确定； ④管子拉脱力的计算； ⑤折流板的选择与计算； ⑥温差应力计算。 此外还应考虑接管、接管法兰选择及开孔补强等。 4．我国常用于列管式换热器的无缝钢管规格有哪些？通常规定换热管的长度有哪些？ 答：我国管壳式换热器常用无缝钢管规格（外径×壁厚），如下表2所示。换热管长度规定为：1500mm, 2000mm, 2500mm, 3000mm, 4500mm, 5000mm, 6000mm, 7500mm, 9000mm, 12000mm。 换热器的换热管长度与公称直径之比，一般在4~25之间，常用的为6~10。立式换热器，其比值多为4~6。 表 2 换热管规格（mm）
5．换热管在管板上有哪几种固定方式？各适用范围如何？ 答：固定方式有三种：胀接、焊接、胀焊结合。 胀接：一般用在换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力不超过 4.0MPa，设计温度在350℃以下，且无特殊要求的场合。 焊接：一般用在温度压强都较高的情况下，并且对管板孔加工要求不高时。 胀焊结合：适用于高温高压下，连接接头在反复的热冲击、热变形、热腐蚀及介质压力作用，工作环境极其苛刻，容易发生破坏，无法克服焊接的“间隙腐蚀” 和“应力腐蚀”的情况下。 6．换热管胀接于管板上时应注意什么？胀接长度如何确定？ 答：采用胀接时，管板硬度应比管端硬度高，以保证胀接质量。这样可避免在胀接时管板产生塑性变形，影响胀接的紧密性。如达不到这个要求时，可将管端进行退火处理， 降低硬度后再进行胀接。另外，对于管板及换热器材料的线膨胀系数和操作温度与室 温的温差△t，必须符合表3的规定。 1212 △α=∣α1-α2∣，1/℃。 △t等于操作温度减去室温（20℃）。 7．换热管与管板的焊接连接法有何优缺点？焊接接头的形式有哪些？ 答：焊接连接比胀接连接有更大的优越性：在高温高压条件下，焊接连接能保持连接的紧密性；管板孔加工要求低，可节省孔的加工工时；焊接工艺比胀接工艺简单；在压力 不太高时可使用较薄的管板。 焊接连接的缺点是：由于在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀和破裂；同时 管子与管板间存在间隙，这些间隙内的流体不流动，很容易造成“间隙腐蚀”。 焊接接头的形式有：①管板孔上不开坡口； ②管板孔端开60o坡口； ③管子头部不突出管板； ④孔四周开沟槽。 8．换热管采用胀焊结合方法固定于管板上有何优点？主要方法有哪些？ 答：胀焊结合方法的优点：由于焊接连接产生应力腐蚀及间隙腐蚀，尤其在高温高压下，连接接头在反复的热冲击、热变形、热腐蚀及介质压力作用下，工作环境极其苛刻， 容易发生破坏，无论采用胀接或焊接均难以满足要求。而胀焊结合法能提高连接处的 抗疲劳性能，消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命。 主要方法有：先强度焊后贴胀、先强度焊后强度胀、先强度胀后密封焊等多种。 9．管子在管板上排列的标准形式有哪些？各适用于什么场合？ 答：排列的标准形式有：①正三角形和转角正三角形排列，适用于壳程介质污垢少，且不 需要进行机械清洗的场合。 ②正方形和转角正方形排列，一般可用于管束可抽出清洗管间的 场合。 10．《钢制管壳式换热器设计规定》中换热器管板设计方法的基本思想是什么？ 答：其基本思想是：将管束当作弹性支承，而管板则作为放置于这一弹性基础上的圆平板，然后根据载荷大小、管束的刚度及周边支撑情况来确定管板的弯曲应力。由于它比较
换热站设备技术规范书
附件一 管壳式汽-水换热器 技术规范书 1. 总则 1.1 本规范书适用于*****采暖并网工程管壳式汽-水换热器本体及其附件的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应保证提供符合本规范书和最新工业标准的优质产品。 1.3 如果投标方没有以书面对本规范书的条文提出异议，那么招标方可以认为投标方提出的产品应完全符合本规范书的要求。 1.4 从签订合同之后至投标方开始制造之日的这段时期内，招标方有权提出因规程、规范和标准发生变化而产生的一些补充修改要求，投标方应遵守这些要求，且不发生合同价的变更。 1.5 本规范书所引用的标准若与投标方所执行的标准发生矛盾时，按较高的标准执行。当有新颁现行标准时，应执行现行标准。 1.6 投标方对成套系统设备(含辅助系统与设备)负有全责，即包括分包(或采购)的产品。分包(或采购)的产品制造商应事先征得招标方的认可。 1.7 投标方提供的设备应是成熟可靠、技术先进的产品。 1.8 本规范书为订货合同的附件，与合同正文具有同等效力。未尽事宜，由双方协商确定。 2. 工程概况 2.1换热器的技术规范 管壳换热器是为换热站提供的汽-水换热设备，用于首站内的汽—水换热。
2.2产品的类型 热网基本汽—水换热器为立式管壳表面式换热器。 2.3 热网换热器的制造、检验、验收必须符合下列规范、标准的要求： GB150----2011«压力容器» GB/T151---2014«管壳式换热器» 国家质量技术监督局«固定式压力容器安全技术监督规程» DL5000-2000«火力发电厂设计技术规程» GB13296-2013«锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管» GB/T3280-2007«不锈钢冷轧钢板和钢带» GB/T4237-2007«不锈钢热轧钢板和钢带» GB12459-2005«钢制对焊无缝钢管» GB/T699-1999 «优质碳素结构钢» GB713-2014«锅炉和压力容器用钢板» GB/T 983-2012«不锈钢焊条» GB/T5117-2012«碳钢焊条» GB/T 5118-2012 «热强钢焊条» GB/T 229-2007 «金属材料夏比摆锤冲击试验方法» GB12348-2008 «工业企业厂界噪声排放标准» GB/T12242-2005«安全释放装置性能试验规范» GB/T228.1-2010 «金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法» GB/T 232-2010 «金属材料弯曲试验方法» GB/T 2650-2008 «焊接接头冲击试验方法» GB/T 2651-2008«焊接接头拉伸试验方法» GB/T 2652-2008 «焊缝及熔敷金属拉伸试验方法» JB/T 4730-2005 «压力容器无损检测» JB/T4711-2003 «压力容器凃敷与运输包装» 1.2地震标准：《工业设备抗震鉴定标准》 说明：上述标准如果有最新的，执行最新标准。 2.4基本管壳式换热器的数量及运行条件 汽水管式换热器1台，用于吸收蒸汽的热量。 2.5 设计参数 2.5.1管壳式汽—水换热器： 汽侧：进汽压力＜0.9MPa ； 进汽温度：180℃,变化范围：160--240℃； 单台进汽量3t/h ； 水侧：设计压力1.0MPa ；
换热器设计的说明
图10-7 管壳式换热器示意图 折流板 壳程流体入口 壳程流体出口 换热管 管壳 管程流体出口 管程流体入口 管壳式换热器设计的相关说明 换热管规格 常用换热管规格有ф19×2 mm 、ф25×2 mm(1Crl8Ni9Ti)、ф25×2.5 mm(碳钢10)。 标准管子的长度常用的有1.0m ，1.5m ，2.0m ，2.5m ，3.0m ，4.5m ，6.0m ，7.5m ，9.0m ，12.0m 等。 各组统一选用ф19×2 mm 的管子，管材的导热系数43.2W/(m·K) 流速的确定 当流体不发生相变时，介质的流速高，换热强度大，从而可使换热面积减少、结构紧凑，成本降低，一般也可抑止污垢的产生。但流速大也会带来一些不利的影响，诸如压降ΔP 增加，泵功率增大，且加剧了对传热面的冲刷。热交换器常用流速的范围见表2-1。 推荐的管内流速0.6-1.2m/s 壳侧流速0.5-1 m/s 总管数、管程数、壳程数的确定 （1）单程管子根数的确定 根据选定的流速u 和管子内径计算单根管子的流量 ρπ??='u d q i m 24 1 单程管子的根数 m m q q n '=/1 应取整数，最后还应该按照实际布置的方便性进行调整。 （2）若按单程设计每根管子的长度 可根据估算的传热面积计算 o d n A l π= ' （3）管程数的确定
根据上面计算的长度，再选取合适的标准管子的长度 如选取管长为l ''m ，则 管程数l l m ' ''= 管程数应取2的倍数，且不亦过大。 （4）换热器的管子数，1n m n ?= 壳体直径 壳体内径应不小于管板直径，初步设计中，可以按下式确定 b n P D c t '+-=2)1( 式中 D —— 壳体内径，mm P t 两管子中心的距离称为管心距（或管间距），在此用P t 表示，一般是管外径的1.25倍。 b '——管束中心线上最外层管的中心到壳体内壁的距离，一般o d b )5.1~1(='。 n c ——位于管束中心线上的管数，与总管数n 和管子排列方式有关。管子按三角形排列时：n n c 1.1=。 多管程热交换器壳体内径与管程数有关，可用下式估算： η n P D t 05.1= （2-10） 式中的η为管板利用率，取值范围为：管子正方形排列时，二管程η=0.55~0.7，四管程η=0.45~0.65；管子三角形排列时，二管程η=0.7~0.85，四管程η=0.6~0.8。 计算得到的壳体内径应圆整到最接近的标准尺寸（见表2-4）。 可增加折流板 一般推荐折流板间隔最小值为壳内径的1/5或者不小于50 mm ，最大值决定于支持管所必要的最大间隔。 一般B =0.2D ~D ，标准尺寸可取100mm ，150mm ，200mm ，300mm ，450mm ，600mm ，800mm ，1000mm 。 建议选取100或150mm ，最终根据流速确定 管子内侧表面传热系数的计算选用下面的特征数关联式 ? ? ?<>==f w f w n 8 .0,3.0,4.0n ,Pr Re 023.0Nu t t t t 壳侧表面传热系数的计算选用下面的特征数关联式 3/155 .0Pr Re 36.0Nu = 可参照教材172页的介绍和例题10-4
列管式换热器设计正文
摘要 在不同温度的流体间传递热能的装置成为热交换器，简称为换热器。在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,且它们是上述这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。 随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样,不用类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算，并确定换热器的结构尺寸、材料。 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程列管式换热器。 关键词:温度传热面积结构尺寸材料
１．前言 １.１列管式换热器设计的意义 换热器是建筑采热取暖生产中必不可少的设备,近几年由于新技术的发展，各种类型的换热器越来越受工业界的重视，而换热器又是节能措施中较为关键的设备，广泛应用于化工、医药、食品饮料、酒精生产、制冷、民用等工艺；因此,无论是从工业的发展还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都具有非常重要的意义。 1.2列管式换热器的工作原理 进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体?按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易?结垢的流体。?流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。按换热方式可分为单壳程单管程换热器、双管程、多管程、多壳程换热器。 最简单的单壳程单管程换热器,简称为１-１型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次,这称为多管程。?同样，管壳式换热器为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。 1.3列管式换热器的优点 单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。 1.4列管式换热器的结构 壳体、管束、管板、折流挡板和封头。一种流体在管内流动,其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 1.４.1 列管式换热器的折流挡板
管壳式换热器课程设计
管壳式换热器课程设计 一、管壳式换热器的介绍 管壳式换热器是目前应用最为广泛的换热设备，它的特点是结构坚固、可靠高、适应性广、易于制造、处理能力大、生产成本低、选用的材料范围广、换热面的清洗比较方便、高温和高压下亦能应用。但从传热效率、结构的紧凑性以及位换热面积所需金属的消耗量等方面均不如一些新型高效率紧凑式换热器。管壳式换热器结构组成：管子、封头、壳体、接管、管板、折流板；如图1－1所示。根据它的结构特点，可分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函和釜式重沸器五类。 二、换热器的设计 2.1设计参数 操作压力（MPa） 1.0/0.9（进口/出口）设计温度（℃）250 75 操作温度（℃）220/175(进口、出口) 25/45(进口/出口) 流量（Kg/h）40000 选定 物料（-）石脑油冷却水 程数（个） 1 2 腐蚀余度（mm） 3 - 2.2设计任务 1. 根据传热参数进行换热器的选型和校核 2.对换热器主要受压原件进行结构设计和强度校核，包括筒体、前端封头管箱、外头盖、封头、法兰、管板、支座等。 3.设计装配图和重要的零件图。
2.3热工设计 2.3.1基本参数计算 2.3.1.1估算传热面积 -=220-45=175 -=175-25=150 因为,所以采用对数平均温度差 算术平均温度差：= P= R= 查温差修正系数表得 因此平均有效温差为0.82 放热量 考虑换热器对外界环境的散热损失,则热流体放出的热量将大于冷流体吸收的热量，即： 取热损失系数,则冷流体吸收的热量： 由可的水流量： ==31372.8 这里初估K=340W/(),由稳态传热基本方程得传热面积： =16.55 2.3.1.2由及换热器系列标准，初选型号及主要结构参数 选取管径卧式固定管板式换热器，其参数见上表。从而查《换热器设计手册》表1-2-7，即下表
管壳式换热器的设计和选型
管壳式换热器的设计和选型 管壳式换热器是一种传统的标准换热设备，它具有制造方便、选材面广、适应性强、处理量大、清洗方便、运行可靠、能承受高温、高压等优点，在许多工业部门中大量使用，尤其是在石油、化工、热能、动力等工业部门所使用的换热器中，管壳式换热器居主导地位。为此，本节将对管壳式换热器的设计和选型予以讨论。 （一）管壳式换热器的型号与系列标准 鉴于管壳式换热器应用极广，为便于设计、制造、安装和使用，有关部门已制定了管壳式换热器系列标准。 1．管壳式换热器的基本参数和型号表示方法 （1）基本参数管壳式换热器的基本参数包括： ①公称换热面积； ②公称直径； ③公称压力； ④换热器管长度； ⑤换热管规格； ⑥管程数。 （2）型号表示方法管壳式换热器的型号由五部分组成： 1──换热器代号
2──公称直径DN，mm； 3──管程数：ⅠⅡⅣⅥ； 4──公称压力PN，MPa； 5──公称换热面积SN，m2。 例如800mm、0.6MPa的单管程、换热面积为110m2的固定管板式换热器的型号为：G800 I-0.6-110 G──固定管板式换热器的代号。 2．管壳式换热器的系列标准 固定管板式换热器及浮头式换热器的系列标准列于附录中，其它形式的管壳式换热器的系列标准可参考有关手册。 （二）管壳式换热器的设计与选型 换热器的设计是通过计算，确定经济合理的传热面积及换热器的其它有关尺寸，以完成生产中所要求的传热任务。 1．设计的基本原则 （1）流体流径的选择流体流径的选择是指在管程和壳程各走哪一种流体，此问题受多方面因素的制约，下面以固定管板式换热器为例，介绍一些选择的原则。 ①不洁净和易结垢的流体宜走管程，因为管程清洗比较方便。 ②腐蚀性的流体宜走管程，以免管子和壳体同时被腐蚀，且管程便于检修与更换。
化工原理课程设计--管壳式换热器.
设计一台换热器 目录 化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数
2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 99000吨/年苯 五、设计要求：
1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述 1.1热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量；又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。 此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。总之，无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。
管壳式换热器垫片标准
管壳式换热器垫片标准 管壳式换热器垫片是一种重要的密封材料，广泛应用于石油化工、电力、冶金、造纸和食品等工业领域。它在换热器中起着密封和传热的作用，因此其质量和标准对换热器的性能和安全具有重要影响。本文将介绍管壳式换热器垫片的标准，包括材料、尺寸、安装要求等内容，以便于相关行业人士了解和应用。 一、材料标准。 管壳式换热器垫片的材料应符合国家相关标准，一般采用不锈钢、碳钢、铜、铝、橡胶等材料。不同材料的垫片适用于不同的工作条件，用户在选择垫片材料时应根据具体工艺条件和介质特性做出合理选择。 二、尺寸标准。 管壳式换热器垫片的尺寸应符合设计要求和相关标准，一般包括内径、外径、 厚度、孔径等参数。尺寸标准的严格执行对于保证垫片的密封性和稳定性至关重要，用户在选用和安装垫片时务必注意尺寸的匹配和准确度。 三、安装要求。 在安装管壳式换热器垫片时，应按照相关标准和规范进行操作，包括清洁密封面、涂抹适量的密封胶、均匀加压等步骤。安装要求的严格执行可以有效避免垫片的损坏和泄漏，提高换热器的安全性和可靠性。 四、质量标准。 管壳式换热器垫片的质量标准应符合国家标准和行业规范，包括外观质量、尺 寸偏差、材料性能等方面。用户在购买和使用垫片时应选择有资质的生产厂家，严格按照质量标准进行采购和验收，确保垫片的质量符合要求。 五、检测标准。
对于管壳式换热器垫片的检测应按照相关标准进行，包括外观检查、尺寸测量、材料成分分析、性能测试等内容。检测标准的严格执行可以有效保证垫片的质量和性能，为换热器的安全运行提供可靠保障。 六、使用标准。 在使用管壳式换热器垫片时，应按照相关标准和规范进行操作，包括安装、更换、维护等内容。用户应严格按照使用标准进行操作，避免因操作不当导致垫片损坏或泄漏，影响换热器的正常运行。 总结。 管壳式换热器垫片是换热器中重要的密封材料，其质量和标准对换热器的性能 和安全具有重要影响。用户在选用和使用垫片时应严格按照相关标准和规范进行操作，确保垫片的质量和性能符合要求，为换热器的安全运行提供可靠保障。
管壳式换热器选型标准
管壳式换热器选型标准 一、工艺参数 在选择管壳式换热器时，首先要明确工艺参数，包括热负荷、冷流体和热流体的流量和温度、换热器材质以及工艺要求等。这些参数将直接影响换热器的设计、选材和制造。 二、物料特性 了解物料特性对于选择合适的管壳式换热器至关重要。物料特性包括密度、粘度、腐蚀性、相变性质（如沸点、熔点等）等，这些特性将决定换热器的设计、结构、材料选择以及操作方式。 三、设计条件 设计条件包括工作压力、温度、密封性要求、结构设计要求等。在选择管壳式换热器时，需要考虑这些条件，以确保换热器能够满足实际需求，并保证操作安全可靠。 四、结构形式 管壳式换热器的结构形式多种多样，包括固定管板式、浮头式、U形管式等。选择合适的结构形式需要考虑实际工况、工艺要求、物料特性和设计条件等因素。每种结构形式都有其优点和缺点，需要根据具体情况进行选择。 五、材料选择 根据物料特性和设计条件，选择合适的换热器材料。常用的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。在选择材料时，需要考虑腐蚀性、耐高温性能、抗低温性能等因素，以确保换热器的长期稳定运行。
六、传热计算 传热计算是选择管壳式换热器的重要环节。根据工艺参数和物料特性，进行传热计算，确定传热面积和传热系数等参数。传热计算将直接影响换热器的设计、结构和材料选择。 七、流体阻力计算 流体阻力计算是选择管壳式换热器的重要环节之一。对于不同的流体介质，需要计算其流经换热器时的阻力损失，以确定流体泵或风机的型号和规格。流体阻力计算将直接影响换热器的设计、结构和材料选择。 八、校核与优化 在完成初步设计和选型后，需要对换热器进行校核和优化，以确保其满足工艺要求和设计条件。校核主要包括强度校核、密封性校核等；优化主要包括结构优化、材料优化等。通过校核与优化，可以提高换热器的性能和可靠性，降低成本和维护成本。
管壳式换热器的设计计算
管壳式换热器的设计计算 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。 在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择 增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。 此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。为了节省水量，可使水的出口温度提高些，但传热面积就需要加大；为了减小传热面积，则要增加水量。两者是相互矛盾的。一般来说，设计时可采取冷却水两端温差为5～10℃。缺水地区选用较大的温度差，水源丰富地区选用较小的温度差。 4. 管子的规格和排列方法 选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有φ25×2.5mm及φ19×mm两种规格的管子。 管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m。系列标准中也采用这四种管长。此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4～6(对直径小的换热器可大些)。
管壳式换热器课程设计-苯
目录化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献
化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 99000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
1.设计概述 1.1热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量；又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。总之，无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。 应予指出，热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学士热力学的扩展。 3.传热的基本方式
换热器流体流通原则
列管式换热器的选用与设计原则 列管式换热器的选用与设计原则 换热器的设计即是通过传热过程计算确定经济合理的传热面积以及换热器的结构尺寸，以完成生产工艺中所要求的传热任务。换热器的选用也是根据生产任务，计算所需的传热面积，选择合适的换热器。由于参与换热流体特性的不同，换热设备结构特点的差异，因此为了适应生产工艺的实际需要，设计或选用换热器时需要考虑多方面的因素，进行一系列的选择，并通过比较才能设计或选用出经济上合理和技术上可行的换热器。 本节将以列管式换热器为例，说明换热器选用或设计时需要考虑的问题。 一、流体通道的选择 流体通道的选择可参考以下原则进行： 1．不洁净和易结垢的流体宜走管程，以便于清洗管子； 2．腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀，而且管内也便于检修和清洗； 3．高压流体宜走管程，以免壳体受压，并且可节省壳体金属的消耗量； 4．饱和蒸汽宜走壳程，以便于及时排出冷凝液，且蒸汽较洁净，不易污染壳程； 5．被冷却的流体宜走壳程，可利用壳体散热，增强冷却效果； 6．有毒流体宜走管程，以减少流体泄漏； 7．粘度较大或流量较小的流体宜走壳程，因流体在有折流板的壳程流动时，由于流体流向和流速不断改变，在很低的雷诺数（Re<100）下即可达到湍流，可提高对流传热系数。但是有时在动力设备允许的条件下，将上述流体通入多管程中也可得到较高的对流传热系数。 在选择流体通道时，以上各点常常不能兼顾，在实际选择时应抓住主要矛盾。如首先要考虑流体的压力、腐蚀性和清洗等要求，然后再校核对流传热系数和阻力系数等，以便作出合理的选择。 二、流体流速的选择 换热器中流体流速的增加，可使对流传热系数增加，有利于减少污垢在管子表面沉积的可能性，即降低污垢热阻，使总传热系数增大。然而流速的增加又使流体流动阻力增大，动力消耗增大。因此，适宜的流体流速需通过技术经济核算来确定。充分利用系统动力设备的允许压降来提高流速是换热器设计的一个重要原则。在选择流体流速时，除了经济核算以外，还应考虑换热器结构上的要求。 表5-4给出工业上的常用流速范围。除此之外，还可按照液体的粘度选择流速，按材料选择容许流速以及按照液体的易燃、易爆程度选择安全允许流速。 三、流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，则不存在确定流体两端温度的问题。若其中一流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却一热流体，冷水的进口温度可根据当地的气温条件作出估计，而其出口温度则可根据经济核算来确定：为了节省冷水量，可使出口温度提高一些，但是传热面积就需要增加；为了减小传热面积，则需要增加冷水量。两者是相互矛盾的。一般来说，水源丰富的地区选用较小的温差，缺水地区选用较大的温差。不过，工业冷却用水的出口温度一般不宜高于45℃，因为工业用水中所含的部分盐类（如CaCO3、CaSO4、MgCO3和MgSO4等）的溶解度随温度升高而减小，如出口温度过高，盐类析出，将形成传热性能很差的污垢，而使传热过程恶化。如果是用加热介质加热冷流体，可按同样的原则选择加热介质的出口温度。 四、管径、管子排列方式和壳体直径的确定