容积式换热器的 管程 壳程
容积式换热器的管程壳程
容积式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产中。
它以其高效的换热性能和多样的结构形式，在热力系统中发挥着重要
的作用。
在容积式换热器中，由于热量的传递需要通过壳程和管程之
间的传导和对流来完成，因此优化管程和壳程结构是提高换热效果的
关键。
容积式换热器中的管程位于壳程之中，其主要作用是传导和扩散
工作介质之间的热量。
管程通常由一组圆柱形管子组成，管子之间通
过固定在管板上的管束来支撑和固定。
这种结构形式使得管道之间的
间隙相对较小，有效地增加了热量的传递面积，同时也增加了流体的
流动阻力。
在容积式换热器中，管程通常具有较高的热传导率，这是因为管
道通常由导热性能较好的金属材料制成。
此外，为了提高管程的热传
导效果，还可以在管道表面增加导热层。
导热层可以有效地增加管道
的热传导面积，提高热量的传递效率。
在设计过程中，还需要考虑管
道的内部凹凸不平和壁面的腐蚀问题，以保证换热效果的稳定和可靠。
与管程相比，壳程在容积式换热器中起到了更加重要的作用。
壳
程是热工工作介质流动的主要路径，其流动状态和结构形式直接影响
着换热效果。
在设计壳程结构时，需要考虑介质的流动速度、流动方
向和流动路径等因素。
在容积式换热器的壳程中，可以采用多种结构形式，例如单壳程、多壳程和壳程内多管程等。
单壳程是最简单的结构形式，介质只在一
个壳程中流动，适用于对换热效果要求不高的场合。
多壳程和壳程内
多管程结构则能够在一定程度上提高换热效果，增加了介质的流动路径，使热量的传递更加充分。
除了结构形式外，壳程的流动方式也对换热效果起着重要的影响。
壳程的流动可以分为串联流动和并联流动两种方式。
串联流动是指介
质在壳程中依次流过每个管程，这种流动方式在热量传递上具有较好
的效果。
并联流动则是指介质在壳程中同时流过多个管程，这种方式
适用于介质需求量大且流动速度较快的情况。
在容积式换热器的设计和使用过程中，需要综合考虑管程和壳程
的结构形式、热传导特性和流动方式等因素，以达到最佳的换热效果。
只有合理选择和优化管程和壳程的结构，才能提高换热效率，减少能
源的消耗。
通过容积式换热器的不断改进和创新，我们可以更好地利
用热能资源，促进工业生产的可持续发展。
换热器数据表
基础参数
流量（1） （t/a）
内侧污垢热阻 ㎡•C/W
（算数）平均传热温差 （5）
管子外径mm
管子排列方式
折流挡板间距m
结垢校正系数Ft
壳程数Ns
流通截面积(12) nc(16)
柴油流量（13） 流通截面积(17)
管程对流传热系数 （要判断雷诺数范围Rei＞10000，Pr=0.7～160）
Tm—有机液的定性温度 tm--水的定性温度 Q—热负荷 Wh—热流体的流量 WC—水耗量
CP—流体比热, kJ/kg.℃ T1—热流体进口温度, ℃ T2—热流体出口温度, ℃ t1—冷流体进口温度, ℃ t2—冷流体出口温度, ℃
△tm／—逆流温度, ℃ ＆—修正系数
Ｋ-传热系数, Ｗ／m2×0C A估—估计传热面积,m2
管长L/m
公称面积/m2
管子排列方式 对压强降的校 正系数（正三 角形F＝0.5， 正方形转角45 度，F＝0.4， 正方形直列F＝
0.3）
污垢校正系数Fs
管数N
管程数/Np
管中心距t/mm
Re0（20）
Re0′（21）
总传热系数 K（26）
与允许阻力降 比较（34）
∑⊿p0（39）
与允许阻力降比 较（40）
壳程流体的热导 率，
W/(m•C)
R值（6）
P值（7）
定压比热容Cpi [kJ/(kg·℃)]
2.46 2.2
热管管壁的热导率
由R和P查图得φ⊿t （8）
粘度μi （Pa·s）
0.00066 0.00665
导热系数λi （W·m-1·℃-1）
0.139 0.128
允许阻力降at
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。
列管式换热器管程和壳程的区分
列管式换热器管程和壳程的区分如何区分管程和壳程管程指介质流经换热器内的通道及与其相贯通的部分。
壳程系指介质流经换热管外的通道及与其相贯通的部分。
这个涉及到管壳式换热器流体选择问题，主要依据有两流体的操作压力和温度、可以利用的压力降、结构和腐蚀性以及设备方面的考虑。
一般来说，水、水蒸气或强腐蚀性流体；有毒性的流体；容易结垢的流体以及高压操作的流体走管程；而塔顶冷凝蒸汽；烃类冷凝和再沸；关键压力降控制的流体，粘度大的流体走壳程。
除了上述条件外，另外还需要考虑到传热系数和最充分利用压力降，从压力降考虑，雷诺数低走壳程更合理。
一般塔顶冷却器多数物料走壳程冷却水走管程再沸器物料则走管程，蒸汽、凝液走壳程以上为大多数是这样，也有特例：一般主物料走壳程，辅助加热、冷却介质走管程。
现场判断的最佳方法是：管程介质从换热器一端进出，壳程介质靠中间一点进出，管程进出口一端要预留一定的抽换热器芯子的空间。
简单地说管程就是管内,壳程就是管外.就固定管板换热器而言,管壳程物料选择依据大致有:1)不洁净和易结垢的流体宜走管程,因管内清洗方便腐蚀性流体宜走管程,以免管束和壳体同时受腐蚀,且清洗,检修方便; 压强高的流体宜走管程,以免壳体同时受压有毒流体宜走管程,使泄漏机会减少被冷却的流体宜走壳程,便于散热,增强冷却效果饱和蒸汽宜走壳程,便于排出冷凝液和不凝气,且蒸汽洁净不污染流量小或粘度大的流体宜走壳程,因折流档板的作用可使在低雷诺数下即可达到湍流,但也可在管内采用多管程若两流体温差较大,宜使α大的流体走壳程,使管壁和壳壁温差减小在具体选择时,上述原则经常不能同时兼顾,会互相矛盾,这时要根据实际情况,抓住主要问题,作为选择的依据.而且不同换热器考虑的问题也不一样,比如:U 型管的,管程就不能走洁净和易结垢的流体.管程是指列管内部,壳程是指列管外部和筒体之间的地方.管程和壳程是列管式换热器的两种介质流动区间，列管式换热器一般由外壳、花板、封头等组成，简单来说：管内称管程，管外则叫壳程一般来说，清浩流体走壳程，不浩流体、易结垢，易结晶、易堵塞的介质走管程，这样便于清理污垢、结晶等堵塞物。
换热器怎么分几壳程几管程
换热器怎么分几壳程几管程又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。
结构由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成（见图）。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
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。
换热管在管板上可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。
图示为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，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。
类型由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。
如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。
因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。
根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：①固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。
当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。
②浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）一、板式换热器的构造原理、特点：板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。
板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。
人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。
并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点：螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。
结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点：列管式换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可根据用户需要定制。
列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点：管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点：钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。
它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。
钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。
此阀除非定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当，低水位时从热交换器，或者排水系统不良。
化工设备设计全部教案
第一章概述第一节绪言一、本课程的任务了解压力容器的基础知识；掌握压力容器的一般设计方法，重点掌握设计的基本原理与思路。
（说明： 由于工业生产中约10%~40%的设备为换热设备，而换热设备中最为常见、普遍的是管壳式换热器，故在本课程中我们将以管壳式换热器为例，学习压力容器的具体设计方法，包括选择材料、结构设计，受压元件的强度计算，以及设计、制造、检验中的相关要求等。
）二、本课程的要求通过这门课程的学习，要求同学们掌握如下的内容：1、掌握压力容器的类型与总体结构；2、了解管壳式换热器的形式与总体结构；3、掌握管壳式换热器的结构设计的相关知识；4、了解管壳式换热器各元件的强度设计（掌握筒体及封头的设计）；5、了解管壳式换热器中的振动与防振；6、了解管壳式换热器的设计以、制造、检验中的相关要求。
第二节化工容器概述一、压力容器的概念1．化工设备——工艺过程中静止设备的总称。
2．容器——化工设备外壳的总称。
3．压力容器——承受压力载荷作用的容器。
（由于化工容器几乎都承受压力载荷，通常直接称其为压力容器。
化工容器的特点：为高温、高压，介质易燃易爆、有毒。
）二、化工容器的结构组成化工容器一般由筒体、封头、支座（基本件）、接管、法兰（对外连接件）、人孔、手孔、液面计（附件）以及一些内构件等零部件组成。
1．筒体、封头：就如同房子四周的墙，它是构成容器空间的主要部件（属主要受压元件）。
壳体按形状的不同，可以分为圆筒壳体、圆锥壳体、球壳体、椭圆壳体、矩形壳体等等。
而封头有椭圆形封头、半球形封头、碟形封头、锥形封头及平板封头等。
2．接管：是介质进出容器的通道。
3．法兰：是容器及接管的可拆连接装置，分为设备法兰和管法兰（属主要受压元件）。
4．支座：是用于支承容器的部件。
5．人孔、手孔：是为便于制造、检验和维护管理而设置的部件（属主要受压元件）。
6．液面计：用于观察或监控液位的部件（属安全附件，此外还有安全阀、压力表等）。
常压容积式热交换器设计图（V=3.88m3）
换热器的壳程和管程
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。
【实验报告1-6】换热器管程和壳程压力降测定实验
实 验 报 告实验名称：换热器管程和壳程压力降测定 班级：装备0---实验日期：2011-11-25 学生姓名：一、实验目的：a) 测量换热器管程和壳程的流体压力损失； b) 分析压力损失和流速之间的关系。
二、实验内容：在冷流体走管程或走壳程时，依次改变冷流体的流量，分别测量冷流体在不同流量下，换热器管程或壳程的进、出口压力，计算流经换热器管程或壳程的总压力损失。
三、实验原理：流体流经换热器时会出现压力损失，它包括流体在流道中的损失和流体进出口处的局部损失。
通过测量管程流体的进口压力1t p 、出口压力2t p ，便可得到管程流体流经换热器的总压力损失12t t t p p p ∆=-；通过测量壳程流体的进口压力1s p 和出口压力2s p ，便可得到壳程流体流经换热器总压力21s s s p p p ∆=-。
四、实验步骤a) 换热器管程压力降实验i. 打开V05、V11，关闭其他阀门，使冷流体走管程。
ii. 灌泵；iii. 开启工控机，运行组态王，点击“换热器压力降测定实验”图标，进入实验程序界面，点击“管程”按钮选择管程压力降实验，单击“清空数据”按钮清空数据。
iv. 顺时针转动压力调节旋钮至零位，顺时针转动流量调节旋钮至零位，关闭流量调节阀；v. 启动冷水泵，使泵的出口压力保持在0.7MPa ；vi. 顺时针转动流量调解旋钮，依次从1.0L/s 到2.2L/s 改变冷流体流量；每隔0.2L/s ，点击一次记录按钮记录数据；vii. 关闭冷水泵。
先调解压力调节旋钮使冷水泵出口压力回零，再按关闭按钮。
viii. 逆时针转动流量调解旋钮至零位，关闭流量调节阀。
b) 换热器壳程压力降实验i. 打开V06、V10，关闭其他阀门，使冷流体走壳程。
ii. 点击实验界面中“壳程”按钮选择壳程压力降实验，清空数据。
iii. 再次启动冷水泵，使冷水泵出口压力保持在0.7MPa ；iv. 顺时针转动流量调解旋钮，依次从1.0L/s 到2.2L/s 改变冷流体流量；每隔0.2L/s ，点击一次记录按钮记录数据；v. 关闭冷水泵。
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