分程隔板槽面积计算
多管程管壳式换热器隔板槽面积计算
多管程管壳式换热器隔板槽面积计算丁满福【摘要】针对换热器设计中转角正三角形排列及转角正方形排列的多管程管壳式换热器管板的隔板槽面积难以精确计算的问题,给出了一种隔板槽面积的计算方法.该方法可以方便地获得多管程管壳式换热器管板的隔板槽面积,从而提高了管板厚度计算的精确性.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2010(030)006【总页数】3页(P60-61,68)【关键词】多管程管壳式换热器;隔板槽;面积计算【作者】丁满福【作者单位】山西丰喜化工设备有限公司,山西,永济,044500【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5石油化工及化肥工业中,换热器作为流程中的重要设备,得到了十分广泛的应用。
多管程管壳式换热器的管板作为主要受压元件之一,其设计计算的精确性对确保换热器的安全运行、节约金属材料及降低制造成本至关重要。
由于管板结构复杂,影响其强度的因素很多。
其中,管板布管区就是影响因素之一,而隔板槽面积则是管板布管区面积中不可缺少的一部分。
因此,精确地计算出隔板槽面积,对于多管程换热器的管板计算非常重要。
1.1 双管程正三角形排列双管程正三角形排列见图1中阴影部分,面积计算公式见式(1):1.2 双管程正方形排列双管程正方形排列见图2阴影部分,面积计算公式见式(2):1.3 双管程转角三角形排列双管程转角三角形排列见第61页图3。
对于管孔为三角形排列的布管,每根管子对管板的支撑面积是以管间距S为内切圆直径的等边六角形的面积,即0.866S2。
根据图3,隔板槽面积计算公式为式(3):1.4 双管程转角正方形排列对于管孔为正方形排列的布管,每根管子对管板的支撑面积是以管孔圆心为中心,S 为边长的正方形面积,即S2。
双管程转角正方形排列见图4。
根据图4,隔板槽面积计算公式为式(4)或式(5): 2.1 四管程正三角形排列四管程正三角形排列见图5,计算公式见式(6):2.2 四管程转角三角形排列四管程转角三角形排列见图6,计算公式见式(7):2.3 四管程正方形排列四管程正方形排列见图7,计算公式见式(8):2.4 四管程转角正方形排列四管程转角正方形排列见图8,计算公式见式(9):双管程管壳式换热器管板的隔板槽面积的计算公式在GB151-1999中第1节～第3节已详细给出[1]。
U形管换热器管板隔板槽面积计算
万方数据万方数据万方数据U形管换热器管板隔板槽面积计算作者：毕庶力， 何志萍， BI Shuli， HE Zhi-ping作者单位：中油辽河工程有限公司,辽宁,盘锦,124010刊名：石油化工设备英文刊名：PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT年，卷(期)：2009，38(1)引用次数：0次1.期刊论文杨胜林.魏小平U形管换热器管板连接处管子开裂原因分析-石油和化工设备2009,12(11)对U形管换热器泄漏的管子进行了化学成份分析、力学性能测试,并借助于光学和扫描电镜对管子开裂处进行了显微组织、断口宏观和微观分析,得出管子与管板连接处管子开裂的原因是由连多硫酸引起的应力腐蚀(SCC).2.期刊论文安维峥.徐鸿.于洪杰.肖金花"U"形管换热器中管板-法兰-垫片-螺栓连接系统的非线性有限元分析-石油化工设备技术2005,26(4)从整体性观点出发,考虑垫片的非线性性质和应力-应变时滞效应,用大型有限元软件ANSYS建立了"U"形管换热器中等效管板和法兰垫片螺栓连接系统的非线性三维有限元模型,并且考虑垫片的非线性与时滞效应,着重分析了预紧和加压两种工况下垫片材料的时滞效应、不同的管壳程压差以及不同的螺栓预紧力和不同的螺栓尺寸等因素对法兰接头紧密性的影响.3.期刊论文张树生.程延海.程林U型管换热器管-管板焊接工艺-石油化工设备技术2005,26(2)1管子与管板连接形式的选择 管子与管板的连接结构形式主要有以下几种:(1)胀接;(2)焊接;(3)胀焊结合.这几种形式除本身结构固有的特点外,在加工中,与生产条件,操作技术都有一定的关系.但无论采用何种连接都必须保证连接处能满足设计所需的密封性和具有足够的抗拉脱强度[1].4.期刊论文汪琴中压加氢装置换热器结构的改造-石油和化工设备2009,12(12)某化工厂中压加氢裂化装置原料油换热器因结垢导致装置失效,对换热器结构进行的改造,打破了传统的中压加氢裂化装置采取U形管换热器结构,改为固定管板换热器结构,从而解决了换热器结垢这一难题,同时也避免了U形管弯曲部位开裂带来的安全隐患.5.期刊论文侯静.张亚新.HOU Jing.ZHANG Yaxin ANSYS在化工设备结构优化设计中的应用-化工进展2006,25(z1) 优化设计一直是工程界较为关注的领域,文章用 ANSYS 软件对U形管换热器的管板厚度进行了优化设计,结果表明:合理的结构优化设计可以提高安全性和经济性,并为换热器的设计提理论依据.6.期刊论文安维峥.徐鸿.于洪杰.肖金花.AN Wei-zheng.XU Hong.YU Hong-jie.XIAO Jin-hua考虑垫片时滞效应的管板-法兰-垫片-螺栓连接系统三维有限元分析--预紧工况和加压工况下密封垫片的压紧应力分析-压力容器2005,22(8)本文从整体性观点出发,考虑垫片的非线性性质和应力-应变时滞效应,用大型有限元软件ANSYS建立了U形管换热器中等效管板和法兰垫片螺栓连接系统的三维有限元模型,并作为研究报告的第一部分,着重分析了预紧和加压两种工况下垫片材料的非线性与时滞效应、不同的管壳程压差以及不同的螺栓预紧力和不同的螺栓尺寸等因素对法兰接头紧密性(垫片压紧应力的大小和分布状况)的影响;在下一部分中将讨论上述各种因素对法兰接头强度的影响.7.学位论文杨胜林加氢精制装置奥氏体不锈钢高压U形管换热器管子开裂原因分析及预防对策研究20053×104t/a生产D系列低硫低芳烃特种溶剂油加氢精制装置中E001/B换热器管子自2000年以来经常出现泄漏，最短的一次为7天内发生两次泄漏，严重影响了装置的正常运行。
多管程管壳式换热器管板隔板槽面积计算
多管程管壳式换热器管板隔板槽面积计算范勇波【摘要】In the tubesheet calculation of tubular heat exchangers with multi-tube sides,the calculation of the bulkhead tank area is needed.The calculation of the bulkhead tank area about two-tube sides heat exchangers with tubes arranged as regular triangles and tubes arranged as squares have been given in the GB151-1999《Tubular heat exchangers》.This paper will give the calculation of the bulkhead tank area about multi-tube sides heat exchangers with tubes arranged as any ways.%在多管程换热器管板计算中,应进行隔板槽面积的计算。
GB151-1999《管壳式换热器》中给出了两管程正三角形和正方形排管换热器隔板槽面积的计算公式,本文补充了两管程换热器其余的两种排管形式及四管程换热器管子在各种排列方式下隔板槽面积的计算公式。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2011(039)016【总页数】4页(P140-142,167)【关键词】换热器;管板;隔板槽面积;计算【作者】范勇波【作者单位】茂名瑞派石化工程有限公司,广东茂名525000【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5对于管壳式换热器，管板作为主要受压元件之一，其结构设计是否合理，对于确保设备的安全运行、提高设备的经济合理性起到了极为重要的作用。
换热器 复习题
一、选择题1、高压容器的设计压力范围P为：（）（a）P≥10 MPa (b) 1.6≤P＜10 MPa (c) 10≤P＜100 MPa (d) P≥1002、容器标准化的基本参数有：（）(a)压力Pa (b) 公称直径DN (c) 内径 (d) 外径3、为了防止管子与管板连接处产生不同程度的泄漏，应采用哪一种管板：（）（a）平管板 (b) 薄管板 (c)椭圆管板 (d) 双管板4、下列哪一种换热器在温差较大时可能需要设置温差补偿装置？（）(a)填料函式换热器 (b)浮头式换热器（c）固定管板式换热器5、管壳式换热器属于下列哪种类型的换热器？（）（a）混合式换热器 (b)间壁式换热器 (c)蓄热式换热器 (d)板面式换热器6、U形管换热器的公称长度是指：（）(a) U形管的抻开长度 (b)U形管的直管段长度 (c)壳体的长度 (d)换热器的总长度7、换热管规格的书写方法为（）（a）内径×壁厚 (b) 外径×壁厚 (c) 内径×壁厚×长 (d) 外径×壁厚×长8、有某型号为：2.5980020041.625BEM I----的换热器，其中的200为（）（a）公称换热面积 (b)换热器的公称长度 (c)换热器公称直径 (d) 管程压力为1000Kg/m29、折流板间距应根据壳程介质的流量、粘度确定。
中间的折流板则尽量等距布置，一般最小间距不小于圆筒内直径的（）。
(a) 三分之一 (b) 四分之一 (c) 五分之一 (d) 六分之一10、冷热两流体的对流给热系数h相差较大时，提高总传热系数K值的措施是( )(a)提高小的h值； (b) 提高大的h值；(c)两个都同等程度提高；(d) 提高大的h值，同时降低小的h值。
11、顺流式换热器的热流体进出口温度分别为100℃和70℃，冷流体进出口温度分别为20℃和40℃，则其对数平均温差等于（）A．60.98℃B．50.98℃C．44.98℃D．40.98℃12、高温换热器采用下述哪种布置方式更安全？（）A．逆流B．顺流和逆流均可C．无法确定D．顺流13、为了达到降低壁温的目的，肋片应装在（）A．热流体一侧B．换热系数较大一侧C．冷流体一侧D．换热系数较小一侧14、有折流挡板存在时，壳程流体的流动方向不断改变， Re=（），即可达到湍流。
容器零部件计算软件说明
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四 常用数据菜单
1.5 定距管：根据折流板和拉杆的布置，计算出不同规格定距管的数量、长度、质量。
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1.6 分程隔板：包括“分程隔板尺寸”、“ 分程隔板槽面积”、“ 分程隔板倒角”、“ 分程隔板 质量”。 1.6.1 分程隔板尺寸计算。
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1.6.2 分程隔板槽面积计算，只适用于双管球形封头： 半球形封头计算包括不开孔半球形封头和开孔半球形封头计算，计算结果包括半球形封头容 积和质量以及“焊缝到切线的距离”，“壁厚轴线间距离（壳体与封头）”。“焊缝到切线的距 离”和“壁厚轴线间距离（壳体与封头）”的计算结果宜符合注意事项的提示数据。
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6. 平盖： 平盖计算包括平面、凸面、凹面平盖计算。
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一 软件的安装和卸载
1.1 运行环境 本软件能够在 windows xp 和 win7（32 位）下运行，win7（64 位）没有试过。
1.2 安装 双击“setup.exe”按提示点击下一步，即可完成安装。
1.3 卸载 开始——容器零部件计算软件——卸载容器零部件计算软件
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二 软件简介
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六 壳体菜单
壳体菜单包括“圆筒”、“椭圆封头”、“ 碟形封头”、“球冠形封头”、“ 半球形封头”、“平 盖”、“ 锥形封头”。 1. 圆筒： 圆筒计算包括不带复层筒体和带复层筒体计算，每种计算的计算基准均分为以内径为基准和 以外径为基准两种，计算结果包括筒体容积和质量。带复层筒体计算用于复合板、带堆焊层 或金属衬层、非金属衬层计算。
管板分程隔板槽面积的计算与分析
é ' 3 2 ùú æ 3 2ö ' ' ' ÷ 0.25 Ad = êê( n1 - 0.5) SS n - ( n1 - 0.75) S ú +ç ç 0.5 n SS 0.5 n S ÷ ÷ 2 n 2 ç ÷ ç 2 2 ø úû è ëê
（15）
é ' 3 2 ùú æ 3 2ö ' ' ' ÷ 0.25 Ad = êê nSS S ú +ç ç 0.5 n SS 0.5 n S ÷ ÷ 1 n -(n 1 - 0.25) 2 n 2 ç ÷ ç 2 2 ø êë úû è
图 6 双管程 90°排列 Nhomakorabea2.2
4 管程换热器 对于四管程换热器，依管内介质流动顺序的不同，其前端管板和后端管板上
隔板槽的布置方式各不相同。GB151-1999 中给出了管内介质三种不同流动顺序 时前端管板和后端管板上的隔板布置方式，以下分别讨论。 2.2.1 第一种流动顺序 前端管板上跨设备水平中心线平行地布置两块隔板，而后端管板上只在设备 水平中心线位置布置一块隔板， 如图 7 所示。 由于前后端管板上换热管 管孔的布置必须是位置、 大小一 一对应的， 而后端管板在设备水 平中心线位置有一隔板， 因此前 端管板的设备中心线位置虽然
管板分程隔板槽面积的计算与分析
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摘 要
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本文介绍了管壳式换热器其换热管三角形排列、正方形排列时管板的分程隔板槽面积的计算，
并编制了相应的计算表格。同时以浮头换热器为例，分析了隔板槽面积对管板计算厚度的影响，为压力容 器设计人员对标准的认识与理解提供了参考。
1.
引言 在用 SW6 进行换热器管板设计中，当管程为两程或者两程以上时，需要设
多管程换热器Ad的计算
多管程管壳式换热器隔板槽面积的计算设备室白建涛摘要：本文阐述了对Ad（布管区内而未布管的区域面积）的理解，并且给出了几种典型排列方式下此值的计算公式，供换热器结构设计参考。
关键词：Ad；k；管板计算1. 前言由于多管程换热器在满足流量和压降的前提下，能达到强化传热的目的，所以在化工生产中应用非常广泛，但此类换热器较单管程换热器在管板计算时要稍复杂些。
在我们使用SW6设计软件计算时，打开“管板设计数据输入1”对话框，会发现程序要求我们输入隔板槽面积（Ad），但笔者认为“隔板槽面积”这种提法很不妥当，它导致很多设计者认为“隔板槽面积”就是管板上开槽截面的面积，这是不准确的，因为GB151-1999《管壳式换热器》中对Ad的定义是“在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未被换热管支承的面积”。
所以本人认为称Ad为“布管区内未布管的区域面积”更为合适。
2. Ad的计算对于管孔为三角形排列的管板，其每根管子对管板的支承的作用面积是以管孔中心为圆心，以换热管中心距S为内切圆直径的正六边形面积，即0.866S2。
对于正方形排列的管板，每根管子对管板的支承的作用面积是以管孔中心为圆心，以S为边长的正方形面积，即S2。
理论上Ad应该是由于设置隔板槽的原因导致布管区内未布管的区域面积与由于设置拉杆的原因而使得布管区内未布管的区域面积之和。
此值的重要性在于，第一，此值影响到管板布管区当量直径（Dr），进而影响了管板周边不布管区无量纲宽度，即我们常说的k,而k值又是判定管板设计是使用常规设计方法（GB151）还是使用分析设计方法（JB4732）的依据。
另一方面，在SW6计算程序里合理变动此值的大小，我们不难发现管板厚度也是有所变化的，所以对Ad的正确取值取对管板的计算十分重要。
1. GB151-1999《管壳式换热器》中，给出了三角形排列及正方形排列的双管程管壳式换热器管板Ad的计算公式，具体计算公式如下：对于正三角形排列：Ad=n'S（Sn-0.866S）对于正方形排列：Ad=n'S（Sn-S）式中：S—换热管中心距，mm；Sn—隔板槽两侧相邻两管中心距，mm；n'—沿隔板槽一侧的排管根数；Ad—在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆结构的需要，而未能被换热管支承的面积，mm2。
换热器的设计说明书
换热器的设计1.1换热器概述换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多任务业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式根本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
换热器随着换热目的的不同，具体可分为加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器，再沸器和热交换器等。
由于使用条件的不同，换热设备又有各种各样的形式和构造。
换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有:①热负荷及流量大小；②流体的性质；③温度、压力及允许压降的围；④对清洗、维修的要求；⑤设备构造、材料、尺寸、重量；⑥价格、使用平安性和寿命；按照换热面积的形状和构造进展分类可分为管型、板型和其它型式的换热器。
其中，管型换热器中的管壳式换热器因制造容易、生产本钱低、处理量大、适应高温高压等优点，应用最为广泛。
管型换热器主要有以下几种形式：〔1〕固定管板式换热器：当冷热流体温差不大时，可采用固定管板的构造型式，这种换热器的特点是构造简单，制造本钱低。
但由于壳程不易清洗或检修，管外物料应是比拟清洁、不易结垢的。
对于温差较大而壳体承受压力较低时，可在壳体壁上安装膨胀节以减少温差应力。
〔2〕浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接，称为固定端。
另一端管板不与壳体连接而可相对滑动，称为浮头端。
因此，管束的热膨胀不受壳体的约束，检修和清洗时只要将整个管束抽出即可。
适用于冷热流体温差较大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。
〔3〕U形管式换热器换：热效率高，传热面积大。
构造较浮头简单，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均匀。
表1-1 换热器特点一览表在过程工业中，由于管壳式换热器具有制造容易，生产本钱低，选材围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压等众多优点，管壳式换热器被使用最多。
工业中使用的换热器超过90%都是管壳式换热器，在工业过程热量传递中是应用最为广泛的一种换热器。
U型管换热器设计说明书
U型管换热器设计说明书 Last updated on the afternoon of January 3, 2021吉林化工学院《过程设备设计》课程设计换热器设计-U型管式专业：过程装备与控制工程姓名：黄少华学号：05420338指导教师：张志文2008年12月15～25日本文扼要介绍了U型管换热器的特点及在工业中的应用和发展前景，详细的阐述了U型管式换热器的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。
参照GB151-1999及换热器设计手册，综合考虑各种因素，结构设计需要选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、检修、装配、运输和维修等要求；而强度计算的内容包括换热器的材料，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使换热器有足够的腐蚀裕度，从而使设计结果达到最优化组合。
设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。
关键词：换热器、U型管式、结构设计、强度设计1第一章绪论在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称换热器。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度高，放热；另一种流体温度低，吸热。
在工程实践中有时也会有两种以上流体参加换热的换热器，但其基本原理与前一致。
化工、石油、动力、食品等行业中广泛使用各种换热器，它们是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。
随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。
为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术，已成为当前工业生产和人民生活中一个重要课题。
换热器在节能技术改造中具有很重要的作用，表现在两方面：一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器效率，显然可以减少能源的消耗；另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显着地提高设备的热效率。
本次课程设计的内容是U型管换热器，属管壳式（列管式）换热器，其设计分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及强度设计。
SW6计算换热器常见的错误
今天无聊，写了几条用SW6计算换热器常见的错误。
希望扔出块砖头引出玉来！1. 平均温度问题;如果工艺没有给出,很多人都用算数平均数.如果不是精确计算可以用对数平均数计算有效平均温差,再计算.2. 隔板槽面积问题.很多设计人员都用槽长×槽宽;或者即使采用了GB151的计算方法但是计算的是开槽的部分,分了前后管板计算开槽面积,输入数值大者.实际上应该输入布管区未被加强的面积不论是否开槽(例如四管程:十字行布管,应输入整个十字部分未被加强的面积;前二后一布管,应输入三个隔板部分未被加强的面积).3.壳程侧开槽深度问题单壳程时很多人都在壳程侧开槽深度输0;未考虑焊接结构开槽的问题.4. 管板兼做法兰不输入管板和法兰差值和不计算筒体法兰的问题5. 换热管受压失稳当量长度输入问题,很多人经常输入两个支撑点之间的最大值。
正确的见GB151的59页6. 开孔补强时,在富裕量不大的时.不计入接管负偏差的问题.7. 釜式换热器,偏心锥壳部分计算不合格.不进行加强计算的问题.因为对浮头式换热器等不熟悉就不乱写了先说第一个，因为企业规模小，可能接触到的单位技术力量也不大，所以在不知道平均温度的情况下，有时候工艺更不知道，这种情况我宁愿保守点，就用管壳程的设计温度。
这个温度肯定不对，但是应该说这个工况是最苛刻的，如果这时候需要膨胀节，那就加上。
如果用户要求不用膨胀节，那就只好让他们提供平均温度了。
第二个同意伟哥的意见；第三个按照常用的三种结构基本上壳程的开槽深度都是3吧；第四个问题，好像计算软件已经默认管板与法兰厚度比值为0.6。
因为接触的换热器类型不多，筒体法兰只有在U型管和浮头式当中需要输入，普通的固定管板换热器，因为筒体是管板兼做法兰，所以筒体法兰也就不用了；第五个同意伟哥意见，但是有时候可能会觉得计算受压失稳当量长度稍微麻烦，就取最大无支撑跨距，实际上最大无支撑跨距基本上要比相对应的失稳当量长度要大，计算应该算是保守一点；第六个问题如果富余量不大就要考虑厚度负偏差了，如果仍能保证也就算了，否则就要补强了，呵呵，意思应该跟伟哥的一样；第7个也没有接触过，不敢妄论。