换热器的壳程和管程
换热器 壳程数-概述说明以及解释
换热器壳程数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于工业生产和生活中。
它通过传递热量来实现两种介质之间的能量转移，以满足不同系统的热平衡需求。
在换热器的设计和运行中，壳程数作为一个重要的参数起着关键作用。
壳程数是指换热器中流体流动的通道数量。
换热器根据介质流动的路径分为壳程和管程，通常壳程是相对较大的流道，而管程则是用于通过壳程流动的管道。
壳程数指的是壳程中的流体通道数量。
换热器的壳程数的选择和设计直接影响到换热器的性能和效果。
壳程数的选择需要考虑多种因素，如换热介质的性质、换热器的工作条件、换热效率的要求等。
壳程数的不同选择会影响到介质流动的速度、温度场分布以及传热系数等参数，从而影响到换热器的热交换效果。
在本文中，我们将探讨壳程数对换热器性能的影响因素和重要性。
我们将分析壳程数的定义与意义，深入了解壳程数对换热器传热效果的影响机理。
此外，我们还将展望未来对壳程数的研究和应用前景，以期为优化换热器设计和提高热交换效率提供新的思路和方法。
通过深入研究和分析壳程数相关的理论和实践，我们可以更加全面地认识到换热器壳程数在换热过程中的重要性。
相信本文的探讨将对换热器设计和优化提供有益的参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以写成以下形式：文章结构：本文包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了文章的背景和目的。
首先，引言中将简要说明换热器的基本原理以及其在工业中的应用广泛。
同时，介绍了本文将要探讨的主题——换热器的壳程数。
正文部分将深入探讨壳程数的定义与意义以及其影响因素。
首先，我们将详细介绍壳程数的定义，包括其涵义和计算方法。
其次，我们将探讨壳程数在换热器设计和性能评估中的重要性。
最后，我们会分析壳程数的影响因素，包括流体性质、换热器结构和工艺要求等方面。
结论部分将对本文的主要观点进行总结和展望。
首先，我们将总结出壳程数对换热器的重要性，并强调其在工业应用中的价值。
管壳式换热器走管程和壳程如何定
不是这么简单，需要考虑很多因素：宜走管内的流体：1）不洁净和易结垢的流体，因为管内清洗方便；2）腐蚀性的流体，因为可避免管子、壳体同时受腐蚀，且管子便于清洗和检修；3）压强高的流体，因为可以节省壳体材料；4）有毒的流体，因为可减少泄漏的机会。
宜走壳程的介质：1），因为可便于及时排除冷凝液，且蒸汽比较干净，清洗比较方便；2）被冷却的流体，因为可利用壳体散热，增强冷却效果；3）大的流体或流量小的流体，因为流体在折流板的作用下，可提高流动对流；4）对性结构的，若两流体的温差大，对流较大的介质走壳程，可减少。
换热器中管壳程介质的确定原则如下：1、不清洁的流体走管内，以便于清洗。
例如冷却水一般通入管内，因为冷却水常常用江河水或井水，比较脏，硬度较高、受热后容易结垢，在管内便于机械清洗。
此外管内流体易于维持高速，可避免悬浮颗粒的沉积。
2、流量小的流体，或传热系数小的流体走管内。
因管内截面一般比管间截面小，流速可高些，有利于提高传热系数。
3、有腐蚀性的流体走管内，这样只要管子、管板用耐腐蚀材料即可。
此外，管子便于检修。
4、压强高的流体走管内，因管子较宜承受高压。
5、高温或低温流体走管内，这样可以减少热量或冷量向周围大气散失而造成的热损失。
6、饱和蒸汽走管内，便于排除冷凝液。
冷热流体哪一个走管程，哪一个走壳程，需要考虑的因素很多，难以有统一的定则；但总的要求是首先要有利于传热和防腐，其次是要减少流体流动阻力和结垢，便于清洗等。
一般可参考如下原则并结合具体工艺要求确定。
(1)腐蚀性介质走管程，以免使管程和壳程材质都遭到腐蚀。
(2)有毒介质走管程，这样泄漏的机会少一些。
(3)流量小的流体走管程，以便选择理想的流速，流量大的流体宜走壳程。
(4)高温、高压流体走管程，因管子直径较小可承受较高的压力。
(5)容易结垢的流体在固定管板式和浮头式换热器中走管程、在u形管式换热器中走壳程，这样便于清洗和除垢；若是在冷却器中，一般是冷却水走管程、被冷却流体走壳程。
管壳式换热器的设计和选用的计算步骤
管壳式换热器的设计和选用的计算步骤设有流量为m h的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。
由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力。
根据传热速率基本方程：当Q和已知时，要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。
可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。
初选换热器的规格尺寸初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数大于0.8，否则应改变流动方式，重新计算。
计算热流量Q及平均传热温差△t m，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排列。
计算管、壳程阻力在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。
或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。
这时N P与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计算，直到合理为止。
核算总传热系数分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。
如果相差较多，应重新估算。
计算传热面积并求裕度根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。
即裕度为20%左右，裕度的计算式为：某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统第一萃取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95℃预热至128℃，原料液及釜液均为乙醇，水溶液，其操作条件列表如下：表4-18设计条件数据试设计选择适宜的管壳式换热器。
解：a. 传热量Q以原料液为基准亦计入5%的热损失，按以下步骤求得传热量Q。
平均温度℃以上表中混合物的各物性分别由下式求得：混合物：Cp混合物热导率：W/(m℃)混合物密度：kg/m3混合物比热容：kJ/(kg℃)式中为组成为i的摩尔分率，为组分i的质量分率。
管壳式换热器
管/壳程设计压力（MPa），压力相等时只写Pt 公称直径(mm)，对釜式重沸器用分数表示， 分子为管箱内直径，分母为圆筒内直径
第一个字母代表前端管箱型式，第二个字母代表壳体型式， 第三个字母代表后端结构型式
管壳式换热器的类型、标准与结构
管壳式换热器的类型、标准与结构
粘度在10-3 Pa·s以下的低粘性液体，Ft=0. 应用虎克定律，可分别求出管子所受的压缩力和壳体所受的拉伸力。 拉杆是一根两端皆带螺纹的长杆，一端拧入管板，折流板穿在拉杆上，各折流板之间则以套在拉杆上的定距管来保持板间距离，最后 一块折流板用螺母拧在拉杆上紧固。 折流板泄漏校正系数Rl 折流板厚度：为了防振、并能承受拆换管子时的扭拉作用，折流板须有一定厚度。 旁路挡板的安装：旁路挡板厚度一般与折流板厚度相同，可将它嵌入折流板槽内，并点焊在每块折流板上。 第三个字母代表后端结构型式 管壳式换热器主要组合部件有前端管箱、壳体和后端结构(包括管束)三部分，三部分的不同组合，就形成结构不同的换热器。 当设备上无安装折流板的要求(如冷凝换热)时，应该安装一定数量的支持板，用来支撑换热管，防止它产生过大挠度。 解决方法：在外壳上装设膨胀节，减小但不能完全消除温差热应力，且在多程换热器中，这种方法不能照顾到管子的相对移动。 管壳式换热器的热补偿问题 具有膨胀节的固定管板式换热器 公称直径(mm)，对釜式重沸器用分数表示， 14因子来校正，则不论加热或冷却，均可取(mf/mw)0. 此修正项的计算，往往由于壁温未知而要用试算法； 显然，长管不便于拆换和清洗，增加程数则使构造复杂，并在无相变的换热器中引起平均温差的降低。 （3）当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生流体的泄漏。 （1）传热面一定时，增加管长可使换热器直径减小，从而使换热器的成本有所降低。 (8) 折流板外缘与壳体内壁之间的泄漏面积Asb 管长应选用标准值：GBl51-1999推荐换热管长度为：l000、1500、2000、2500、3000、4500、6000、7500、9000、12000 mm等
换热器的选型
3、计算平均温差，并确定壳程数逆流温差由R和P查《化工原理》上册P234，图4－17得，又因，故可选单壳程的列管式换热器。
4、初选换热器的规格根据管间为循环水，管内为CO2，K值范围为17～280W/（㎡·℃），初选K＝62W/（㎡·℃），故初选固定管板式换热器规格尺寸如下：壳径D 1000mm 公称面积S 170.5㎡管程数Np 1管数n 749管长L 3m管子直径φ25×2.0mm（不锈钢管）管子排列方法正三角形换热器的实际传热面积S0＝nπd（L－0.1）＝749×3.14×0.025×2.9＝170.6㎡该换热器要求的总传热系数为：三、核算总传热系数K1、计算管程对流传热系数αi2、计算壳程对流传热系数αo换热器中心附近管排中流体流通面积为式中h——折流挡板间距，取150mm；t——管中心距，对φ25×2.0mm的管子，取t＝32mm。
因为W h＝30.5m3/h,所以由正三角形排列，得由于水被加热，所以3、确定污垢热阻查《化工原理》P384，得循环水 Rsi＝1.7197×10-4(m2·℃)/WCO2 Rs＝3.4394×10-4(m2·℃)/W4、总传热系数K管子材料选用不锈钢，取其导热系数λ＝16.5W/ (m2·℃)，所以W选用该换热器时，要求过程得总传热系数为62 W/ (m2·℃)，在传热任务书所规定得流动条件＝77.4W/ (m2·℃)，所选择的换热器安全系数为：下，计算出K符合的要求，则初选换热器合适。
五、流体流动阻力的计算1、管程流体阻力的计算式中、——分别为直管及回弯管中因摩擦阻力引起的压强降，Pa——结垢校正因数，无因此，对φ25×2mm的管子，取为1.4。
FiNp——管程数，Np＝1Ns——串联的壳程数，Ns＝12、壳程压强降式中——流体横过管束得压强降，Pa——流体通过折流板缺口的压强降，Pa——壳体压强降的结垢校正因数，无因次，对气体可取为1.0。
管壳式换热器谁走管程谁走壳程是怎么定的？
混和气体在℃下地有关物性数据如下（来自生产中地实测值）：
密度
定压比热容℃
热导率
粘度
循环水在℃下地物性数据：
密度㎏
定压比热容℃
热导率℃
粘度
二．确定设计方案
．选择换热器地类型
两流体温地变化情况：热流体进口温度℃出口温度℃；冷流体进口温度℃，出口温度为℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器地管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器.文档来自于网络搜索
管子在管板上排列地间距(指相邻两根管子地中心距)，随管子与管板地连接方法不同而异.通常，胀管法取(～)，且相邻两管外壁间距不应小于，即≥().焊接法取.文档来自于网络搜索
.管程和壳程数地确定当流体地流量较小或传热面积较大而需管数很多时，有时会使管内流速较低，因而对流传热系数较小.为了提高管内流速，可采用多管程.但是程数过多，导致管程流体阻力加大，增加动力费用；同时多程会使平均温度差下降；此外多程隔板使管板上可利用地面积减少，设计时应考虑这些问题.列管式换热器地系列标准中管程数有、、和程等四种.采用多程时，通常应使每程地管子数大致相等.文档来自于网络搜索
．计算管、壳程压强降根据初定地设备规格，计算管、壳程流体地流速和压强降.检查计算结果是否合理或满足工艺要求.若压强降不符合要求，要调整流速，再确定管程数或折流板间距，或选择另一规格地设备，重新计算压强降直至满足要求为止.文档来自于网络搜索
．核算总传热系数计算管、壳程对流传热系数α和α，确定污垢热阻和，再计算总传热系数'，比较得初始值和计算值，若'＝～，则初选地设备合适.否则需另设选值，重复以上计算步骤.文档来自于网络搜索
．流体流动阻力(压强降)地计算
列管式换热器流体通过管程和壳程依据什么来选择
列管式换热器流体通过管程和壳程依据什么来选择？
流体应走管程还是壳程，需要考虑多方面因素，不能提出一定规则，但总的原则是有利于传热，防止腐蚀，减少阻力，不易结垢，便于清扫。
由于管子容易清扫，强度较高，就抗腐蚀性来说，管子比壳体相对地要廉价些。
若易腐蚀的介质走壳程，那么壳程和管子一起被腐蚀。
因此，适宜走管程的流体有：①冷却水②易结垢或夹带有固体颗粒不清洁的流体（如油浆）③压力及温度较高和腐蚀性较强的流体④流量较小的流体（走管程可选择理想的流速，可以提高管程给热系数，缩小换热器尺寸）⑤粘度较大的流体（走管程可以减少压力降）⑥热流体或冷冻介质（走管程可以减少能量损失）。
由于壳程流过面积较大，因此走壳程的流体有：①要求经换热后压力损失小的流体②与适宜走管程的流体情况相反的流体。
管壳式换热器走管程和壳程如何定
不是这么简单，需要考虑很多因素：宜走管内的流体：1）不洁净和易结垢的流体，因为管内清洗方便；2）腐蚀性的流体，因为可避免管子、壳体同时受腐蚀，且管子便于清洗和检修；3）压强高的流体，因为可以节省壳体材料；4）有毒的流体，因为可减少泄漏的机会。
宜走壳程的介质：1）饱和蒸汽，因为可便于及时排除冷凝液，且蒸汽比较干净，清洗比较方便；2）被冷却的流体，因为可利用壳体散热，增强冷却效果；3）粘度大的流体或流量小的流体，因为流体在折流板的作用下，可提高流动对流传热系数；4）对于刚性结构的换热器，若两流体的温差大，对流传热系数较大的介质走壳程，可减少热应力。
换热器中管壳程介质的确定原则如下：1、不清洁的流体走管内，以便于清洗。
例如冷却水一般通入管内，因为冷却水常常用江河水或井水，比较脏，硬度较高、受热后容易结垢，在管内便于机械清洗。
此外管内流体易于维持高速，可避免悬浮颗粒的沉积。
2、流量小的流体，或传热系数小的流体走管内。
因管内截面一般比管间截面小，流速可高些，有利于提高传热系数。
3、有腐蚀性的流体走管内，这样只要管子、管板用耐腐蚀材料即可。
此外，管子便于检修。
4、压强高的流体走管内，因管子较宜承受高压。
5、高温或低温流体走管内，这样可以减少热量或冷量向周围大气散失而造成的热损失。
6、饱和蒸汽走管内，便于排除冷凝液。
冷热流体哪一个走管程，哪一个走壳程，需要考虑的因素很多，难以有统一的定则；但总的要求是首先要有利于传热和防腐，其次是要减少流体流动阻力和结垢，便于清洗等。
一般可参考如下原则并结合具体工艺要求确定。
(1)腐蚀性介质走管程，以免使管程和壳程材质都遭到腐蚀。
(2)有毒介质走管程，这样泄漏的机会少一些。
(3)流量小的流体走管程，以便选择理想的流速，流量大的流体宜走壳程。
(4)高温、高压流体走管程，因管子直径较小可承受较高的压力。
(5)容易结垢的流体在固定管板式和浮头式换热器中走管程、在u形管式换热器中走壳程，这样便于清洗和除垢；若是在冷却器中，一般是冷却水走管程、被冷却流体走壳程。
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在热交换器（换热器）中，壳程（Shell Side）和管程（Tube Side）是指热交换器中两侧的流体流动路径。
1.壳程：壳程是热交换器的一个侧面（也称为壳侧），其中一个流体（通常是
冷却剂或工作流体）在一个外部壳体内流动。
壳程内通常安装了一组固定的管子，用于传递另一个流体（通常是被加热或冷却的流体）。
在壳程内，流体在管子外侧进行流动，通过管子和壳体之间的传热表面进行热量交换。
2.管程：管程是热交换器的另一个侧面（也称为管侧），其中另一个流体（通
常是热源或冷源）在一组管子内流动。
管程内的流体通过管子内部的传热表面与壳程中的流体进行热量交换。
通常，管程内的管子是固定的，而壳程内的流体在管程外部流动。
壳程和管程在热交换器中扮演不同的角色，根据具体的应用需求和设计要求，选择合适的壳程和管程配置可以实现最佳的热传输效果。
壳程和管程的选择与流体性质、压降、热传输要求以及维护便利性等因素密切相关。
在实际应用中，需要根据具体的工程需求进行选择和设计。