换热器选型详解讲解
板式热交换器的选型介绍
板式热交换器的选型介绍一、板换选型计算的影响因素在板换的选型计算中，应向厂家提供如下参数：换热量、介质名称、冷热介质进出口温度、压力等参数，特殊介质还需要提供密度、比热容、粘度、导热系数等参数。
其中压力降直接影响到板式换热器的大小，如果有较大的允许压力降，则可能减少换热器的成本，但会损失泵的功率，增加运行费用。
在水-水换热情况下，允许压力降一般在20∽100KPa是可以接受的。
所以板式换热器选型必须兼顾传热和压降。
二、板式换热器的板型选择1、对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的板型。
反之选用阻力大的板型；2、根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式还是全焊式；3、确定板型时不易选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的换热器更应注意这个问题。
三、板式换热器流程和流道的选择常见的板式换热器通道有以下五种形式: 全为H通道、全为M 通道、全为L通道、H通道与M通道组合、M通道与L通道组合，后两种通道形式的热工计算称为热混计算。
流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板式换热器内，相邻两板片组成的介质流动通道。
一般情况下，将若干个流道按并联或串联的方式连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。
流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。
尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近，从而得到较佳的传热效果。
因为在传热表面两侧对流换热系统相等或接近时传热系统获得较大值。
虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流速进行计算。
由于“U”形单流程的接管都固定在压紧板上，拆装方便。
板式换热器的压降校核实验，在板式换热器的设计选型时，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。
如果校核压降超过允许压降，需要重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止。
四、选型计算公式（1）热负荷计算公式：Q=qv1p1Cp1(T1−T2)/3.6=qv2p2CP2(t2−t1)/3.6Q 为热负荷；qv1为热介质流量； qv2为冷介质流量；p1为热介质密度；p2为冷介质密度；CP1为热介质比热容；CP2为冷介质比热容；T1为热介质进口温度；T2为热介质出口温度；t1为冷介质进口温度；t2为冷介质出口温度。
换热器选型参数
3、螺旋板换热器外型介绍（图1-图4）
4、螺旋板换热器材料：（螺旋体） （ 1 ）碳钢：一般为 Q235-B 厚度： δ =4~5 ㎜ （2）不锈钢：304.316L.321. 厚度：δ =3~4 ㎜ 5、螺旋板换热器在工程上的应用 （1）焦化行业：煤气精制（初冷、脱酚、蒸 氨、脱硫） （2）制药行业：用于甲醇、乙醇、丙酮的冷 凝回收。 （ 3 ）烧碱行业：电解液加热、冷却。 PVC 料 浆换热器 （4）供热行业：
2、螺旋板型号的表示方法：（标准的规定） （1）换热器型号的表示方法由字母和数字组 成，其方法如下：
可拆换热器 D-堵死型 G-贯通型
通道间距mm
公称直径mm
板宽m 公称换热面 积m2 公称压力MPa 材质代号:
C-碳钢S-不锈钢
L-螺旋板换热 器
型式代码: K-可拆B-不可拆
（2）型号表示的示例
6、四通道螺旋板换热器简介 （1）结构原理介绍 由四块相同规格的卷板卷制而成，形成四个螺旋 通道，两种交叉流动，达到换热目的。 （2）四通道螺旋板产生 螺旋板换热器适用于中小流量（300㎡/h以下） 当流量较大时，需增加通道宽度来降低流速， 如此不但降低传热导数，也增加了产品成本。 为了克服上述缺点，采用四通道螺旋板换热器。 （3）四通道螺旋板换热器优缺点 a)同流速时，压降减少1倍，节约能源 b)同流速时，直径减少，材料费降低 c)配管复杂，有六个接口
4、板式换热器优点: <1>、传热系数高:是管壳式换热器的 3~5倍. <2>、结构紧凑,占地面积小. <3>、对数平均温差大,可采用纯逆流形 式.温差修正系数最大. <4>、末端温差小,可达1~2 ℃. <5>、维护、检修方便. 5、板式换热器缺点: <1> 、耐压能力较低,由结构原因决定. <2>、耐温能力受垫片材质限制. <3>、含固体纤维状物料易堵塞.
换热器的选型和设计指南全
换热器的选型和设计指南全
1.温度和压力要求：在进行换热器选型和设计之前，需要明确设备所
需的温度和压力要求。
根据这些要求，可以选择合适的材料和换热器类型。
2.热交换面积计算：根据需要传递的热量和温度差，可以计算得到所
需的热交换面积。
热交换面积的计算是选择换热器类型和尺寸的基础。
3.材料选择：换热器的材料选择要考虑到介质的化学性质、腐蚀性以
及温度和压力要求。
常用的材料包括不锈钢、铜合金、钛合金等。
4.流体流动方式：流体可以采用并行流、逆流或交叉流方式通过换热器。
在选择流体流动方式时，需要考虑换热效率和压降等因素。
5.清洁程度要求：根据介质的清洁程度，可以选择适当的换热器类型。
尽量选择结构简单、易于清洁的换热器，以保证长期稳定的换热效果。
6.管束和散热面积：根据热量传递的需要，可以选择合适的管束形式
和散热面积。
管束的选择要考虑到介质的流速和传热系数等因素。
7.防堵塞设计：在换热器设计中要考虑到防止堵塞的问题。
可以采用
增加管道直径、添加过滤装置等措施来减少堵塞的风险。
8.设备布局和管道设计：在进行换热器的设计时，需要考虑到设备的
布局和管道的连接。
合理布局可以减少管道阻力和热量损失。
9.热媒选择：热媒的选择要根据介质的性质以及工艺流程的要求来进行。
常用的热媒有水、蒸汽、有机液体等。
10.清洗和维护考虑：在进行换热器设计时，要考虑到清洗和维护的
便捷性。
合理的设计可以降低维护成本和停机时间。
换热器的选型和设计指南
换热器的选型和设计指南
热交换器选型与设计指南
一、热换器的选型
1、热换器类型
根据热换器工作的原理和结构特征，热换器可以分为流体直接交换器（Direct-Fluid Exchangers）、保温热换器（Heat-Preserving Exchangers）、热管（Heat Pipes）和热泵（Heat Pump）。
（1）流体直接交换器
流体直接交换器是最普遍的热换器类型，它是由连接在同一个容器内两个不同流体进行直接交换的，可以分为板式热换器（Plate Heat Exchanger）、管式热换器（Tube Heat Exchanger）、管壳式热换器（Tube-shell Heat Exchanger）、换热器（Exchanger）、板管式换热器（Plate-Tube Exchanger）等几种。
（2）保温热换器
保温热换器是通过在热换器内部设置一层隔热材料，使得一个流体和另一个流体不能直接接触，而是通过隔热材料进行热量交换的热换器，它包括直管保温器（Straight-TubeHeatPreservingExchanger）、折管保温器（Folded-TubeHeatPreservingExchanger）以及缠绕管保温器（Coil-TubeHeatPreservingExchanger）等几种。
（3）热管
热管是一种将热能以流体的形式进行输送的装置，它是由一段密封的
金属管束和一段或多段的循环管组成，通常将其称为柔性热管
（ Flexible Heat Pipes），也可以称为硬性热管（Rigid Heat Pipes）。
（4）热泵。
热交换器的选型和设计指南三讲解
热交换器的选型和设计指南三2010-01-26 20:15:11 来源：热泵热水器技术网浏览：136次11管壳式换热器的设计要点换热器的设计过程包括计算换热面积和选型两个方面。
有关换热器的选型问题，前面已经讲过了，下面主要介绍管壳式换热器的设计要点及如何分析计算结果、调整计算，而设计出满足工艺需要的、传热效率高的换热器。
11.1设计计算的基本模型及换热器的性能参数换热器的性能主要是通过下列公式来描述的。
a.冷、热两流体间热量平衡Qreq=(WCpΔT)hot=(WCpΔT)coldW--流体质量流量Cp--流体的比热hot--热流体cold--冷流体ΔT--进出口温度差b.传热率方程Qact=(A)(ΔTm)(1/ΣR)ΣR=(1/hi)o+(1/ho)o+(Rf)o+(Rw)oΣR--总热阻A--传热面hi、ho--分别为两流体的传热膜系数Rf--两流体的污垢热阻Rw--金属壁面热阻ΔTm--平均温度差O--通常换热计算以换热管外表面为基准c.传热率的估算Qact≥Qreqd.对压力降的限制条件(ΔPi)act≤(ΔPi)allow(ΔPo)act≤(ΔPo)allowΔP--压力降下标i表示管内下标o表示管外11.2换热器的计算类型换热器的计算类型常分为设计计算和校核计算两大类。
换热器计算一般需要三大类数据：结构数据、工艺数据和物性数据，其中结构数据的选择在换热器中最为重要。
在管壳式换热器的设计中包含有一系列的选择问题，如壳体型式、管程数、管子类型、管长、管子排列、折流板型式、冷热流体流动通道方式等方面的选择。
工艺数据包括冷、热流体的流量、进出口温度、进口压力、允许压降及污垢系数等。
物性数据包括冷、热流体在进出口温度下的密度、比热容、粘度、导热系数、表面张力。
a.设计计算 Design设计计算就是通过给定的工艺条件，来确定一台未知换热器的结构参数，并使其结构最优、尺寸最小。
对设计计算应先确定下列基本的几何参数：－－管长－－管间距－－流向角－－换热管外径及管壁厚b.校核计算 Rating校核计算就是评估一台已知换热器的传热性能，即通过校核设备的几何尺寸来看其是否能满足传热要求。
换热器的选型和设计指南
换热器的选型和设计指南换热器是一种常见的工业设备，用于传递热量。
在选型和设计换热器时，有几个关键因素需要考虑，包括换热器的类型、工作条件、热介质性质、热量传递要求以及材料选择等。
本文将探讨这些因素，并提供选型和设计换热器的指南。
1.换热器类型选择换热器的类型多种多样，包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等。
在选择换热器类型时，需要考虑以下几个方面：-热量传递效率：不同类型的换热器有不同的热量传递效率，需要根据具体的热量传递要求选择。
-空间限制：不同类型的换热器对空间的要求也不同，需要考虑设备安装的实际情况。
-清洁维护：不同类型的换热器在清洁和维护方面也不同，这也需要考虑到。
2.工作条件考虑换热器的工作条件包括温度、压力和流量。
这些条件会对选型和设计产生影响，并需要根据不同的工况选择合适的换热器。
对于高温、高压或高流量的情况，需要选择能够承受这些条件的换热器，并进行合理的设计。
3.热介质性质分析热介质的物理性质对换热器的选型和设计也有影响。
例如，不同的热介质对应不同的热导率、比热容和粘度等物理特性，这些特性会对换热器的热量传递效果产生影响。
需要根据热介质的性质选择合适的换热器和传热方式。
4.热量传递要求根据具体的热量传递要求，选择合适的热量交换方式。
换热器可以采用对流、辐射或传导等方式进行热量传递。
不同的传热方式在热量传递效率和能耗方面也有差异，需要根据具体要求进行选择。
5.材料选择换热器的材料选择对其性能和使用寿命起着重要作用。
一些常用的换热器材料包括不锈钢、铜、铝和钛等。
需要根据热介质的特性、工作条件和预算等因素选择合适的材料。
此外，还需要考虑材料的耐腐蚀性能、尺寸稳定性和可焊性等因素。
在设计换热器时-设计热传导面积：根据热量传递要求和热介质的特性，设计合适的热传导面积，确保达到所需的热传递效果。
-流体力学分析：对流动的流体进行流体力学分析，考虑流体的流速、压降以及流体在换热器中的流动模式等，以确保热量传递效果和系统的稳定性。
十一种换热器工作原理和特点图文讲解
十一种换热器工作原理和特点图文讲解一、换热器1、U形管式换热器每根管子都弯成U形，固定在同一侧管板上，每根管可以自由伸缩，也是为了消除热应力。
性能特点：（1）优点此类换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。
（2）缺点是管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。
此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分需用壁较厚的管子。
这就影响了它的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。
2、沉浸式蛇管换热器沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器，是间壁式换热器种类之一。
根据管外流体冷却方式的不同，蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。
（1）优点这是一种古老的换热设备。
它结构简单，制造、安装、清洗和维修方便，便于防腐，能承受高压，价格低廉，又特别适用于高压流体的冷却、冷凝，所以现代仍得到广泛应用。
（2）缺点由于容器体积比管子的体积大得多、笨重、单位传热面积金属耗量多，因此管外流体的表面传热系数较小。
为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。
3、列管式换热器冷流体走管内，热流体经折流板走管外，冷、热流体通过间壁换热。
性能特点：列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。
因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
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。
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换热器选型详解
各种类型的换热器作为工艺过程必不可少的设备，如何根据不同的工艺生产流程和生产规模，设计出投资省、能耗低、传热效率高、维修方便的换热器是一项非常重要的工作。
换热器分类
按工艺功能分类
冷却器、加热器、再沸器、冷凝器、蒸发器、过热器、废热锅炉等。
按传热方式和结构分类
间壁传递热量式和直接接触传递热量式，其中间壁传热式又分为管壳式、板式、管式、液膜式等其他形式的换热器。
从工艺功能选择换热器
冷却器
间壁式冷却器
☆当传热量大时，可以选择传热面积和传热系数较大的板式换热器比较经济，但是板式换热器的使用温度一般不大于150℃，压降较大。
☆对于压降和温度压力较高的情况，选用管壳式换热器较为合理。
☆板翅式换热器由于翅片的作用，适用于气体物料的冷却，其使用温度一般也小于150℃。
☆空冷器适用于高温高压的工艺条件，其热物流出口温度要求比设计温度高15~20℃。
直接接触式冷却器
☆适用于需要急速降低工艺物料的温度、伴随有吸收或除尘的工艺物料的冷却、大量热水的冷却和大量水蒸气的冷凝冷却等工况。
加热器
高温情况:当温度要求高达500℃以上时可选用蓄热式或直接火电加热等方式。
中温情况:对于150~300℃工况一般采用有机载热体作为加热介质。
分为液相和气相两种。
低温情况:当温度小于150℃时首先考虑选用管壳式换热器，只有工艺物料的特性或者工艺条件特殊时，才考虑其他形式，例如热敏性物料加热多采用降膜式或波纹板式换热器。
再沸器
图1 四种再沸器类型
多采用管壳式换热器，分为强制循环式、热虹吸式和釜式再沸器三种。
其设计温差一般选用20~50℃，单程蒸发率一般为10%~30%。
冷凝器
一般用于蒸馏塔塔顶蒸汽的冷凝以及反应气体的冷凝，对于蒸馏塔顶，一般选用管壳式、空冷器、螺旋板式、板翅式等换热器作为冷凝器，对于反应系统，一般选用管壳式、套管式或喷淋式等换热器作为冷凝器。
表2 冷凝器特性比较
常用换热器选用-管壳式换热器
工艺条件
温度:冷却水出口温度不宜高于60℃以免结垢严重，高温端的温差不应小于20℃，低温端的温差不应小于5℃。
当在两工艺物流之间进行换热时，低温端的温差不应小于20℃。
采用多管程单壳程换热器且用水做冷却剂时，冷却水出口温度不应高于工艺流体的温度。
冷却剂入口温度应高于工艺物流中易结冻组分的冰点。
当冷凝带有惰性气体的物料时，冷却剂出口温度应低于工艺物料的露点。
压力降:增大工艺物流的流速可以增加传热系数，使换热器结构紧凑，但是流速增加关系到换热器的压力降。
物流安排:☆为节省保温层和减少壳体厚度，高温物流一般走管程，有时候为了物料冷却也可使高温物流走壳程。
☆较高压力的物流走管程。
☆黏度较大的物流走壳程，在壳程可以得到较高的传热系数。
☆腐蚀性较强的物流走管程。
☆对压力降有特定要求的工艺物流走管程，因为管程的传热系数和压降计算误差小。
☆较脏和易结垢的物流走管程，便于清洗和控制结垢，若走壳程，应采用正方形的排管方式，并采用可拆式换热器。
☆流量较小的物流走壳程，易使物流形成湍流状态增加传热系数。
☆传热膜系数较小的物流走壳程，易于提高传热膜系数。
平滑管
☆管径：管径越小换热器越紧凑，越便宜，同时压降也越大。
常用的管径有19mm、25mm、32mm。
☆管长：无相变换热时，管子较长，传热系数增加，对于相同的换热面积，采用长管管程数少，压力降小，且传热面积比价低。
☆排布：主要有正方形和三角形两种配布形式，三角形的配布有利于壳程物流的湍流，正方形配布有利于壳程清洗。
管心距越小，设备越紧凑，但会引起管板增厚，清洁不便，壳程压降增大，一般选用1.25~1.5倍管外径的间距。
管程数及壳程形式
常用的有1、2管程或4管程，管程数增加，管内流速增加，但是管内流速要受到管程压力降的限制。
壳程形式分为单壳程、双分流式、双壳程和分流式。
折流板:折流板可以改变壳程流体的方向，使其垂直于管束流动，获得较好的传热效果。
一般分为圆缺型折流板、环盘型折流板和孔式折流板。
折流板间距影响到壳程物流的流向和流速，从而影响到传热效率。
最小的折流板间距为壳体直径的1/5，不应小于50mm。
常用换热器选用-板式换热器
板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器，构造包括垫片、压紧板（活动端板、固定端板）和框架（上、下导杆，前支柱）组成。
板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道，冷/热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换，以达到用户所需温度。
☆传热效率高；
☆使用安全可靠；
☆占地小，易维护；
☆随机应变；
☆有利于低温热源的利用；
☆阻力损失少；
☆冷却水量小；
☆在投资效率低
☆制冷
☆暖通空调
☆化学工业
☆冶金工业
☆机械工业
☆电力工业
☆造纸工业
☆纺织工业
☆食品工业
☆油脂工艺
☆集中供热
常用换热器选用-管式换热器
管式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束，管束两端固定于管板上。
☆固定管板式
☆浮头式
☆“U”型管式
☆一种工质由封头端的进口接管进入传热管内，其流程可根据工艺要求实现一管程、二管程和四管程结构。
☆另一种工质由壳体一端的进口接管进入壳体内并均匀地分布于传热管外，其流动状态可根据工艺要求在管束中设置不同型式和数量的折流板。
☆做为传热元件——换热管，可根据工艺要求采用黄铜管，铜翅片管和钢管，从而保证了不同物性、不同温度的工质在换热器内实现热量交换，达到冷却或加热的目的。