固定管板式换热器结构设计
管板式换热器详细设计
管板式换热器详细设计1.材料选择：在管板式换热器的设计过程中，需要选择合适的材料来保证换热器的性能和耐久性。
常见的材料包括不锈钢、碳钢、钛合金等。
根据工艺要求和介质的特性，选择材料的耐腐蚀性、耐高温性、强度等。
2.板片类型和布置方式：板片是管板式换热器中的关键部件，起到换热的作用。
有多种类型的板片可供选择，包括光管、蜂窝式、悬挂式等。
根据换热介质的特性和流态，选择合适的板片类型。
同时，板片的布置方式也会影响换热器的传热效果和流阻损失。
一般采用交叉或并列布置方式。
3.换热面积计算：换热器的性能取决于其换热面积的大小。
通过计算流体流过单个板片的传热面积，进而得到整个换热器的总换热面积。
同时，根据换热介质的流量和温度差，计算流体的传热量。
4.热传导计算：热传导是管板式换热器中的一种换热方式，通过计算板片的热传导系数和板片的热传导长度，可以确定换热器的传热效果。
在设计中，需要考虑板片的导热性能以及冷却液体的流速。
5.压力损失计算：换热器中，流体在管道中的流动会产生一定的阻力，从而造成压力的损失。
通过计算流体在管道中的流速、流量和管壁的摩擦系数等参数，可以得到压力损失的大小。
这个参数需要在设计中进行考虑，以确保设备工作时的正常运行。
6.结构设计：在管板式换热器的设计中，需要考虑结构的合理性和可行性。
包括设备的尺寸、管道的布局、管板的连接方式等。
同时还需要考虑换热器的维护和清洗。
通过合理的结构设计，可以提高换热器的使用寿命和性能。
7.安全性设计：在管板式换热器的设计中，需要考虑设备的安全性。
包括材料的选择、结构的强度、换热介质的流动性等。
同时，还需要考虑设备的操作安全和防护措施。
通过合理的安全性设计，可以降低设备的故障率和事故风险。
8.维护和保养：在设计完管板式换热器后，还需要考虑设备的维护和保养。
包括定期的检修、清洗和更换部件等。
通过合理的维护和保养，可以延长换热器的使用寿命，并保证设备的正常工作。
综上所述，管板式换热器的详细设计包括材料选择、板片类型和布置方式、换热面积计算、热传导计算、压力损失计算、结构设计、安全性设计和维护保养等多个方面。
固定管板式换热器型式与基本参数
固定管板式换热器型式与基本参数【文章标题】固定管板式换热器型式与基本参数：深入探讨热传递效率提升的关键【引言】固定管板式换热器作为一种常见的热交换设备，被广泛应用于各个行业中。
它以其高效的热传递性能和广泛的适应性受到了深度关注。
本文将对固定管板式换热器的不同型式和基本参数进行全面评估，并探讨如何提高热传递效率和优化换热器设计。
【正文】一、固定管板式换热器的基本原理固定管板式换热器是一种热流体之间进行热负荷传递的设备，其基本原理是通过管束和板束之间的接触面积来实现热量的传递。
其主要由管板、固定板和密封垫片构成。
不同的固定管板式换热器型式在结构和工作原理上存在一定的差异，但都遵循热量传递的基本规律。
二、固定管板式换热器的不同型式1. 平行流型平行流型固定管板式换热器是一种常见的型式。
其主要特点是冷热流体在管束和板束之间进行平行流动，热量沿着流体流动方向逐渐传递。
这种型式具有较高的对流换热系数和较小的传热温差。
由于冷热流体的温度差不大，适用于传递温度差较小的热负荷。
2. 逆流型逆流型固定管板式换热器在结构上与平行流型有所不同。
冷热流体在管束和板束之间呈相反的流动方向，从而使热量传递更为均匀。
这种型式适用于传递温度差较大的热负荷，但对流换热系数较平行流型略低。
3. 混流型混流型固定管板式换热器是上述两种型式的结合，冷热流体在不同部分呈不同的流动方向，从而提高了热量传递效率。
这种型式适用于传递温度差较小且对换热器体积有限的情况。
三、固定管板式换热器的基本参数与热传递效果1. 管与板之间的间隙管与板之间的间隙大小直接影响着热传递效果。
间隙太小会导致流体堵塞，影响换热器的正常运行；间隙太大则会减弱热传递效果。
在换热器设计中需要合理确定间隙大小，以确保热传递效率的最大化。
2. 管束和板束的布置方式管束和板束的布置方式对热传递效果有重要影响。
不同的布置方式会导致管束流体的流动模式、传热特性和压力损失不同。
常见的管束和板束布置方式有对称布置、交叉布置和平行布置等。
固定管板式换热器设计设计
固定管板式换热器设计设计沈阳化工大学本科毕业设计题目：固定管板式换热器设计院系：能源与动力工程学院专业：热能与动力工程毕业设计任务书热能与动力工程专业班学生：毕业设计开题报告论文题目: 固定管板式换热器的设计学生姓名: 专业班级: 学号: 指导教师:2013年3月1日内容摘要换热器是进行热交换操作的通用工艺设备，被广泛应用于各个工业部门，尤其在石油、化工生产中应用更为广泛。
以炼油厂为例，换热器占设备总金属消耗量的20%左右。
它既是工艺流程中的重要装备，同时又是企业减少能源消耗、降低生产成本的主要手段。
由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。
换热器分类方式多样，按照其工作原理可分为：直接接触式换热器、蓄能式换热器和间壁式换热器三大类，其中间壁式换热器用量最大，据统计，这类换热器占总用量的99%。
间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类，其中管壳式换热器在长期的操作过程中积累了丰富的经验，其设计资料比较齐全，在许多国家都有了系列化标准，工业生产中有高度的可靠性并具有广泛的适应性本课题设计一个固定管板式换热器，相对于其他几种换热器，它具有以下优点：结构简单，加工方便，造价低；在相同壳体直径内排管最多，结构紧凑，可以使用各种材质的换热管；处理介质包括有相变和无相变各种介质的换热过程。
根据GB151-1999《管壳式换热器》、GB150-1998《钢制压力容器》进行设计，主要包括以下四个部分：文献综述、传热工艺计算、强度校核CAD制图。
第一，文献综述：查阅与课题相关中外期刊，编写文献综述。
第二，传热工艺计算：根据所给数据查的相关物性参数并计算有效平均温差；由Dittus-Boetler公式计算管程换热系数；同理，有相关公式计算壳程换热系数并初定换热器结构；再计算总传热系数；根据相关公式计算管程压降与壳程压降并进行校核。
第三，强度校核：选择换热器材料、规格，排列方式；确定筒体壁厚、管箱短节壁厚与管程封头壁厚并进行应力校核与液压实验；选择设备法兰与接管法兰；设计管板的厚度并对危险工况下的管板应力、壳程法兰应力、管子应力、壳程圆筒轴向应力、拉脱力进行校核；拉杆与定距管的确定；折流板、防冲板、分程隔板的选择；接管的选择与是否需开口补强的确定；鞍座的选择及应力校核。
(完整word版)固定管板式换热器课程设计
一 列管换热器工艺设计1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数： 选用.5225⨯φ的换热管 则换热管数目：5.737019.014.35.2110A 0≈⨯⨯==d l n p π根 故738=n 根管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。
2、管子排列方式的选择（1）采用正三角形排列（2）选择强度焊接,由表1.1查的管心距t=25mm 。
（3）采用正三角形排列，当传热管数超过127根，即正六边形的个数a>6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。
不同的a 值时，可排的管数目见表1.2。
具体排列方式如图1，管子总数为779根。
30111 23 397 7 42 43912 25 469 8 48 51713 27 547 9 2 66 61314 29 631 10 5 90 72115 31 721 11 6 102 82316 33 817 12 7 114 93117 35 919 13 8 126 104518 37 1027 14 9 138 116519 39 1411 15 12 162 130320 41 1261 16 13 4 198 145921 43 1387 17 14 7 228 161622 45 1519 18 15 8 246 176523 47 1657 19 16 9 264 1921图1.1折流板的管孔及换热管及拉杆分布3、壳程选择壳程的选择：简单起见，采用单壳程。
4、壳体内径的确定换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。
壳体的内径需要圆整成标准尺寸。
以400mm为基数，以100mm为进级档，必要时可以50mm为进级档。
对于单管程换热器，壳体内径公式0bt+-D d=~)32()1(式中，t 为管心距，单位mm ；0d 为传热管外径，单位mm 。
对于正三角形排列 n b 1.1= 将779=n 代入，得到 7.30≈b 取31，5.7975.2)1(D 0=+-=d b t结合换热管的排布图稍加圆整可选定mm 800D =二 列管换热器零部件的工艺机构设计1、折流板的设计（1）、折流板切口高度的确定 经验证明，20%的切口最为适宜： 因此可取mm D h 1608002.02.0=⨯== 切口高度h 确定后，还用考虑折流板制造中，可能产生的管控变形而影响换热管的穿入，故应将该尺寸调整到使被切除管孔保留到小于1/2孔位。
固定管板式换热器工作原理
固定管板式换热器工作原理固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它通过管道中的流体与外界介质之间的换热，将热量传递到管道中的流体中，以实现物料的加热或冷却。
下面我们将详细介绍固定管板式换热器的工作原理及其结构特点。
一、固定管板式换热器的工作原理固定管板式换热器是通过管道中的流体与流经管道外表面的介质之间的热量传递实现热交换的设备。
其工作原理主要包括传热传质原理和流体动力学原理两个方面。
1. 传热传质原理固定管板式换热器的传热传质主要通过管道中的流体和管子外表面的介质之间的热量传递来实现。
当热源流体从入口流入换热器，流体中的热量会通过管壁传递到外部的介质中，实现热量的传递。
冷却介质也会流经管子的外表面，吸收热量，以实现冷却或加热的目的。
2. 流体动力学原理流体在换热器中流动时，会形成流场，其流动状态会影响热传递效率。
通过设计合理的管板结构和流体分布方式，可以优化流场，使流体在换热器内部均匀流动，从而提高换热效率。
固定管板式换热器通过流体与介质之间的热量传递和优化流动状态，实现热量的传递和能源的有效利用。
二、固定管板式换热器的结构特点固定管板式换热器具有以下几个显著的结构特点：1. 管板结构合理固定管板式换热器中的管板结构设计合理，能够保证管道布置合理，使流体与介质之间的热量传递效率最大化。
2. 热交换效率高相比其他类型的换热器，固定管板式换热器能够实现高效的热量传递，热交换效率高，能够满足工业生产对换热效率的要求。
3. 维护方便固定管板式换热器的结构简单，维护方便，能够降低维护成本和维护难度。
4. 适用范围广泛固定管板式换热器可以适用于各种介质的热交换，包括液体、气体等不同形式的流体，适用范围广泛，适合不同的工业应用。
固定管板式换热器具有结构合理、热交换效率高、维护方便和适用范围广泛等特点，是一种非常重要的工业换热设备。
通过对其工作原理和结构特点的深入了解，可以更好地应用于工业生产实践中，提高生产效率和资源利用率。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计第一章.设计方案概述和简介一、概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。
化工生产中换热器的使用十分普遍，由于物料的性质、要求各不相同，换热器的种类很多。
了解各种换热器的特点，根据工艺要求正确选用适当类型的换热器是非常重要的。
按照热量交换的方法不同，分为间壁式换热器、直接接触式换热器、蓄热式换热器三种。
化工生产中绝大多数情况下不允许冷、热两流体在传热过程中发生混合，所以，间壁式换热器的应用最广泛。
在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体温度较低，吸收热量。
换热器在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中都有广泛应用，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二、列管式换热器的分类1、 U型管换热器U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。
管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。
U型管式换热器的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，运行可靠；管束可以抽出，管间清洗方便。
其缺点是管内清洗困难；由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。
此外，其造价比管定管板式高10%左右。
2、固定管板式换热器固定管板式换热器主要是由筒体、封头、管板、换热管、管箱、折流板及法兰等组成，管束两端固定在管板上，管板和筒体之间是刚性连接在一起，相互之间无相对移动，换热器结构简单、制造方便、造价较低；在相同直径的壳体内可排列较多的换热管，而且每根换热管都可单独进行更换和管内清洗；但管外壁清洗较困难。
当两种流体的温差较大时，会在壳壁和管壁中产生温差应力，一般当温差大于50摄氏度时就应考虑在壳体上设置膨胀节以减小温差应力。
但当管、壳温差大于70摄氏度时，壳程压力超过0.6Mpa时，导致膨胀节过厚失去温差补偿作用。
管板式换热器详细设计
换热器设计1.换热器选型说明1.1 换热器类型换热器类型很多，按其用途分，有加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器。
按其结构分，有列管式、板式等。
不同类型换热器，其性能各异。
管型换热器又可以分为蛇管式换热器、套管式换热器、管壳式换热器。
板型换热器可分为螺旋板式换热器、板式换热器、板翘式换热器。
换热器的结构分类见下表：表1-1 换热器的结构分类1.2 换热器类型选择换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有：①流体的性质；②热负荷及流量大小；③温度、压力及允许压降的范围；④设备结构、材料、尺寸、重量；⑤价格、使用安全性和寿命。
在换热器选型中，除考虑上述因素外，还应对结构强度、材料来源、制造条件密封性、安全性等方面加以考虑。
1.3 管壳式换热器的分类与特点在众多类型的换热器结构中，管壳式换热器是用得最广泛的一种换热设备类型。
它的突出优点是：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，而且可以选用的结构材料范围也比较宽广，清洗方便，处理量大，工作可靠，故适应性较强，操作弹性较大。
它的设计资料和数据比较完善，目前在许多国家已有系列化标准，因而在各种换热器的竞争发展中占有绝对优势。
综合考虑该类型换热器的优点和本次设计工艺的特点，大部分都采用的是管壳式换热器。
管壳式换热器是把管子与管板连接，再用壳体固定。
它的型式大致分为固定管板式、釜式、浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种。
表1-2管壳式换热器的性能对比表种类优点缺点应用范围相对费用耗用金属固定结构简单、紧凑，能承压力高，造价低，当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差不易结垢并能清洗，管、壳程两侧温差不1.0 302. 换热器设计举例.本工艺主要分为三个部分：预处理反应部分、吸收部分和精馏部分。
这三个部分总共有26台换热器（换热器，冷凝器，再沸器）。
我们主要对吸收部分的E0202换热器做详细设计。
2.1 设计任务和设计条件.本工艺流程中，丙烯腈分离塔T-106底侧线出来的循环水经给原料丙烯加热后，用液氨将其从69.62℃进一步冷却至4℃之后，与新鲜循环水混合进入混合器做为氢氰酸吸收塔T-103的吸收剂。
固定管板式换热器课设
江汉大学课题名称：固定管板式换热器设计系别：化学与环境工程学院专业：过控121班学号： 122209104119姓名：库勇智指导教师：杨继军时间： 2016年元月课程设计任务书设计题目：固定管板式换热器设计一、设计目的：1.实用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型的过程装备设计的全过程。
2.掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
3.掌握软件强度设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确可靠，正确掌握计算机操作和专业软件的实用。
4.掌握图纸的计算机绘图。
二、设计条件：设计条件单名称管程壳程物料名称循环水甲醇工作压力0.45Mpa 0.05Mpa操作温度40℃70℃推荐钢材10，Q235-A，16MnR换热面积60㎡推荐管长Φ=2532-39㎡40-75㎡76-135㎡2m 2．5 3m管口表符号公称直径用途a 200 冷却水金口b 200 甲醇蒸汽进口c 20 放气口d 70 甲醇物料出口e 20 排净物f 200 冷却水出口三、设计要求：1.换热器机械设计计算及整体结构设计2.绘制固定管板式换热器装配图（一张一号图纸）3.管长与壳体内径之比在3-20之间四、主要参考文献1.国家质量监督检验检疫总局，GB150-2011《压力容器》，中国标准出版社，2011.2.国家质量监督检验检疫总局，TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》，新华出版社，2009.3.国家质量监督检验检疫总局，GB151-1999《管壳式换热器》，中国标准出版社，1999.4.天津大学化工原理教研室，《化工原理》上册，姚玉英主编，天津科学技术出版社，2012.5.郑津样，董其伍，桑芝富主编，《过程装备设计》，化学工业出版社，2010.6.赵惠清，蔡纪宁主编，《化工制图》，化学工业出版社，2008。
7.潘红良，郝俊文主编，《过程装备机械设计》，华东理工大学出版社，2006。
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固定管板式换热器的结构设计 摘 要 换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。 换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。 固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。 固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。管束安装在壳体内，两端固定在管板上。管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。 关键词：换热器；固定管板式换热器；结构；设计 The Structural Design of Fixed Tube Plate Heat Exchanger Author : Chen Hui-juan Tutor : Li Hui
Abstract Heat exchanger is one of the most important equipments which is used in the fields of chemical, oil, power, metallurgy, transportation, national defense industry. Its right setting and the improvements of performance play an important role in the rationality o technology, economy, energy utilization and saving, which has a very important impact on the national economy. The type of heat exchanger is various, the different use occasions and the purpose is are commonly used for the tube shell type structure, because of its simple structure, low cost and wide selection, easy to clean, strong adaptability, the most widely used in various industry departments. Fixed tube plate heat exchanger is a kind of typical structure of tube and shell heat exchanger, also is a kind of heat exchanger is applied more widely. This kind of heat exchanger has simple and compact structure, high reliability, the characteristics of wide adaptability, and the production of low cost, wide range of selection of materials, heat exchange surface cleaning more convenient. Fixed tube plate heat exchanger can operate under high pressure and temperature, therefore, the heat exchanger in high temperature and high pressure and large in its possession of absolute advantage. Fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of shell, heat exchange tube bundle, tube plate, the front tube box (also known as the roof or head) and the back-end structure parts. Tube bundle is installed on both ends of casing, which is fixed on the tube plate. Tube box and the back-end respectively connected to the flange bolts at the ends of the shell structure, maintenance or cleaning for easy disassembly. The merits of the heat exchanger design ultimately depends on whether applicable, economic, safe, flexible and reliable running, convenient maintenance cleaning, etc. A high heat transfer efficiency, compact, low cost, safe and reliable production of heat exchanger, requires carefully considered in the design of all sorts of problems. The accurate thermal design and calculation, but also for intensity and conform to the requirement of process manufacturing level. Keywords: Heat exchanger,Fixed tube plate heat exchanger,
Structure,Design目 录 1 绪论 ................................................... 错误!未定义书签。 换热器的用途 ............................................ 错误!未定义书签。 换热器的分类 ............................................ 错误!未定义书签。 管壳式换热器的类型 ................................................ 1 管壳式换热器结构 .................................. 错误!未定义书签。 板式换热器的特点 ........................................................ 4 板式换热器的传热原理 .................................................... 5 本课题的研究内容及意义 .................................................. 7 换热器的发展趋势 ........................................................ 7 2 固定管板式换热器的工艺计算 ............................................. 9 设计工艺条件 ............................................................ 9 热力计算 .......................................................... 9 热量平衡计算 ...................................................... 9 工艺结构尺寸 ........................................................... 10 管径和管内流速 .................................................... 10 管程数和传热管数 ................................................. 10 平均传热温差校正及壳程数 ......................................... 10 传热管排列和分程方法 ............................................. 11 壳体内径 ......................................................... 11 折流板 ........................................................... 11 接管 ............................................................. 12 换热器核算 .............................................. 错误!未定义书签。 热流量核算 ........................................ 错误!未定义书签。 换热器内流体的流动阻力即压降计算 .................. 错误!未定义书签。