制药化工原理——换热器的设计11
化工原理课程设计换热器
化工原理课程设计换热器
换热器设计是化工原理课程设计中一个重要的部分。
下面将为您介绍步骤和注意事项。
一、设计步骤：
1. 确定换热器类型：根据工艺要求及介质性质，选择适合的换热器类型，如管壳式、板式、螺旋板式等。
2. 估算传热系数：根据换热器类型、流体类型、流量、温度等因素，估算出传热系数。
3. 计算传热面积：根据所需传热量和传热系数，计算指定温度下需求的传热面积。
4. 选择换热器管径及壳体规格：根据所需传热面积和换热器类型，选择合适的换热器管径及壳体规格。
5. 设计热损失：根据换热器使用环境，计算换热器热损失量，以确保能量转化的高效。
6. 设计流路：结合工艺流程及介质性质，确定换热器内部介质的流路和流速，
以确保传热效率。
二、注意事项：
1. 选用合适的换热器类型，以确保传热效率和占用空间的合理性。
2. 估算传热系数要考虑介质性质、流量、温度等因素，更加科学地估算传热系数。
3. 所需传热面积要根据实际需要，同时结合换热器的大小、材质等因素做出合理的选择。
4. 选择换热器管径及壳体规格要遵循一定的社会标准及安全规范，以确保换热器使用的稳定性和安全性。
5. 设计热损失要考虑换热器使用环境，以确保能量转化的高效。
同时，必须符合国家有关规定。
化工原理 换热器设计
化工原理换热器设计1. 引言换热是化工过程中常见的操作，它在化学反应、能量转换等方面起着重要作用。
换热器作为一种重要的设备，被广泛用于化工生产中的热交换过程。
本文将介绍换热器的基本原理，并重点讨论换热器设计中的一些关键要点。
2. 换热器的分类根据换热介质的传热方式以及设备的结构形式，换热器可以分为多种类型。
常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等。
下面将对其中的壳管式换热器进行详细介绍。
2.1 壳管式换热器壳管式换热器由一个外壳和一个或多个管子组成。
其中，一个介质流经管子，另一个介质流经外壳，通过管壁进行传热，以实现热量的交换。
壳管式换热器有着结构简单、热交换效率高等优点，在化工生产中应用广泛。
3. 换热器设计参数在进行换热器设计时，需要确定一些关键的参数，包括传热面积、传热系数、流体流量、温度差等。
下面将对这些参数的计算方法进行介绍。
3.1 传热面积（A）传热面积是换热器设计的重要参数之一，它决定了单位时间内传热的能力。
传热面积的计算方法根据不同的换热器类型略有差异，一般可以通过经验公式或者换热器设计手册来确定。
3.2 传热系数（U）传热系数是描述换热器传热性能的参数，它表示单位时间内通过单位面积传递的热量。
传热系数的计算方法也有多种，一般需要根据具体的传热器结构和工艺参数进行计算。
3.3 流体流量（Q）流体流量是指单位时间内流经换热器的流体量，它是换热器设计的重要参考依据。
流体流量的计算方法根据具体的工艺流程和换热器结构来确定。
3.4 温度差（ΔT）温度差是指介质进出口温度之间的差值，它是换热器设计中的关键参数之一。
温度差的大小直接影响换热器的传热效果和能量利用率，需要根据具体的工艺要求和换热介质特性来确定。
4. 换热器设计步骤换热器的设计一般包括以下几个步骤：4.1 确定换热器类型和结构根据具体的工艺要求和换热介质特性，选择合适的换热器类型和结构。
4.2 确定设计参数根据工艺流程和换热介质的特性，确定换热器设计所需要的参数，包括传热面积、传热系数、流体流量、温度差等。
化工原理课程设计——换热器设计
化工原理课程设计——换热器设计本课题研究的目的要紧是针对给定的固定管板式换热器设计要求，通过查阅资料、分析设计条件，以及换热器的传热运算、壁厚设计和强度校核等设计，差不多确定固定管板式换热器的结构。
通过分析固定管板式换热器的设计条件，确定设计步骤。
对固定管板式换热器筒体、封头、管板等部件的材料选择、壁厚运算和强度校核。
对固定管板式换热器前端管箱、后端管箱、传热管和管板等结构进行设计，对换热器进行开孔补强校核。
绘制符合设计要求的固定管板式换热器的图纸，给出相关的技术要求；在固定管板换热器的结构设计过程中，要参考相关的标准进行设计，比如GB-150、GB151……，使设计能够符合相关标准。
同时要是设计的结构满足生产的需要，达到安全生产的要求。
通过设计过程达到熟悉了解换热器各部分结构特点及工作原理的目的。
关键词：换热器；固定管板；设计；强度名目摘要 ....................................................... 错误!未定义书签。
1绪论 (1)1.2固定管板换热器介绍 (2)1.3本课题的研究目的和意义 (3)1.4换热器的进展历史 (4)2产品冷却器结构设计的总体运算 (6)2.1 产品冷却器设计条件 (6)2.2前端管箱运算 (8)2.2.1前端管箱筒体运算 (8)2.2.2前端管箱封头运算 (10)2.3后端管箱运算 (11)2.3.1后端管箱筒体运算 (11)2.3.2后端管箱封头运算 (12)2.4壳程圆筒运算 (13)3各部分强度校核 (15)3.1开孔补强运算 (15)3.2壳程圆筒校核 (18)3.3管箱圆筒校核 (19)4换热管及法兰的设计 (20)4.1换热管设计 (20)4.2管板设计 (21)4.3管箱法兰设计 (22)4.4壳体法兰设计 (25)4.5各项系数运算 (27)5 产品冷却器制造过程简介 (34)5.1 总则 (34)5.2零部件的制造 (34)结论 (43)参考文献: (44)致谢 (44)1绪论1.1换热器的作用及分类在工业生产中，换热设备的要紧作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标，以满足工艺过程上的需要。
化工原理课程设计模板-换热器
化工原理课程设计模板-换热器1. 引言换热器是化工过程中常用的设备之一，其主要功能是在流体之间进行热量传递，以实现温度控制、能量回收等目的。
本文将介绍化工原理课程设计中换热器的设计过程和要点。
2. 设计目标在进行换热器设计之前，首先要确定设计的目标。
设计目标包括但不限于以下几点：•确定需要传热的流体的进口温度和出口温度；•确定传热后流体的温度变化范围；•确定换热器的热传导面积；•确定换热器的传热系数。
3. 设计步骤换热器的设计过程可以分为以下几个步骤：3.1 确定流体的性质参数在设计换热器之前，需要明确流体的性质参数，包括流体的密度、比热容以及传热系数等。
这些参数可以通过实验测定或者查阅相关文献获得。
3.2 计算流体的传热量根据热传导定律，可以计算流体的传热量。
传热量的计算公式如下：Q = m * c * ΔT其中，Q表示传热量，m表示流体的质量，c表示流体的比热容，ΔT表示流体的温度变化。
3.3 确定换热器的传热面积根据热传导定律，可以计算换热器的传热面积。
传热面积的计算公式如下：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A表示传热面积，U表示换热器的传热系数，ΔTlm表示对数平均温差。
3.4 选择换热器的类型和结构根据设计要求和实际情况，选择合适的换热器类型和结构。
常见的换热器类型包括管壳式换热器、板式换热器等。
3.5 进行换热器的细节设计在确定了换热器的类型和结构之后，进行换热器的细节设计，包括管道的布置、流体的流动方式以及换热器的材料选择等。
3.6 进行换热器的性能评价完成换热器的设计之后，进行性能评价，验证设计结果是否满足设计目标。
性能评价主要包括换热器的传热效率、压降以及经济性等方面。
4. 实例分析下面通过一个实例来说明换热器的设计过程。
实例：管壳式换热器假设需要设计一个管壳式换热器，用于将流体A的温度从40℃降至20℃，同时将流体B的温度从70℃升至90℃。
根据设计要求，我们可以计算出流体A和流体B的传热量，然后根据对数平均温差计算出传热面积，从而确定换热器的尺寸。
制药工程课程设计
《化工原理》课程设计管壳式换热器设计学生姓名孙国良学生学号*******学科专业制药工程院部名称工学院设计时间2016.05.15至2016.06.14二零一六年六月目录引言 (3)一、传热原理及用途 (3)二、换热器的分类与特点 (3)三、结构设计的重要性 (3)四、设计的普遍标准与要求 (4)设计任务 (4)设计步骤与基本原则 (5)一、设计步骤 (5)二、列管式换热器种类选取 (5)三、管程与壳程的选取 (5)三、流体流速的选择 (5)四、管程结构的选择 (6)五、管程和管壳数的确定 (7)六、折流挡板 (7)七、其他主要部件 (7)设计方案的确定 (8)一、设计方案的确定 (8)1.选择换热器类型 (8)2.选定流体流动空间及流速 (8)流程草图及说明 (8)设计计算 (8)一、物性数据的确定 (8)二、计算逆流的平均温度差 (9)三、初选总传热系数K (9)标准化的管壳式换热器设计方案 (10)一、换热器初步选型 (10)二、换热器核算 (10) (14)非标准化管壳式换热器的设计方案一、工艺结构尺寸 (14)二、换热器核算 (16)其他零部件的设计 (20)一、壁厚的确定 (20)二、封头的确定 (21)换热器装配图 (21)设计评述 (21)一、设计总结 (21)二、设计感想 (21)参考资料 (22)致谢 (22)引言一、传热原理及用途换热器是一种在两种或两种以上不同温度的流体间实现物料之间热量传递的设备，其功能是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
在换热器中要实现热交换至少要有两种不同温度的流体，一种流体温度高，放热；另一种流体温度低，吸热。
根据具体的换热要求，换热器中有时也会有两种以上流体参与换热，但其基本原理与两种流体是一致的。
自然界存在三种基本传热方式，即热传导、对流传热、及热辐射。
化工原理课程设计——换热器的设计
化工原理课程设计——换热器的设计1000字
该课程设计的目标是设计一个换热器，用于从一种热流体中传递热量到另一种热流体。
设计过程中需要考虑到热传递的效率和换热器的成本。
设计要求：
1.设定两种热流体的流量和进出口温度。
2.根据流量和温差计算出所需的传热量。
3.选择一种合适的换热器类型并计算出尺寸和效率。
4.根据选择的换热器类型确定换热管的材料，并计算出所需的管道长度。
5.确定换热器外壳材料和绝缘材料，并计算出所需的壁厚度。
在设计过程中，需要进行以下计算：
1.计算热传递量：
热传递量 = 流量 x 热容 x 温差
流量：两种热流体的流量
热容：热流体的比热容
温差：两种热流体的进出口温度差
2.选择换热器类型：
常见的换热器类型包括：管式热交换器、板式热交换器和壳管式热交换器。
在选择时需要考虑到传热效率、材料成本以及维护难度等因素。
3.计算换热管尺寸：
换热管的长度和直径需要根据流量和传热效率来计算，同时需要考虑到管壁的热传递系数和管壁的厚度。
4.确定换热器外壳材料和绝缘材料：
外壳的材料需要考虑到其耐腐蚀性和强度，同时需要计算出所需的壁厚度。
绝缘材料需要选用热传导系数较小的材料，以提高传热效率。
5.总体设计方案：
根据上述计算和选择，得到符合要求的换热器总体设计方案，并进行设计图纸和工艺流程图的绘制。
结论：
在设计过程中，需要考虑到换热器的热传递效率、成本、材料选用和维护难度等因素，从而得出符合要求的总体设计方案。
化工原理课程设计——换热器的设计(模板及参考.
广西工业职业技术学院《化工单元操作技术》课程设计说明书题目：原油预热器的设计系部：石油与化学工程系班级：化工1231学号：姓名：指导教师：樊丁珲时间：2013年6月目录§一.任务书 (2)1.1.题目1.2.任务及操作条件1.3.列管式换热器的选择与核算§二.概述 (3)2.1.换热器概述2.2.固定管板式换热器2.3.设计背景及设计要求§三.热量设计 (5)3.1.初选换热器的类型3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定3.3.确定物性数据3.4.计算总传热系数3.5.计算传热面积§四. 机械结构设计 (9)4.1.管径和管内流速4.2.管程数和传热管数4.3.平均传热温差校正及壳程数4.4.壳程内径及换热管选型汇总4.4.折流板4.6.接管4.7.壁厚的确定、封头4.8.管板4.9.换热管4.10.分程隔板4.11拉杆4.12.换热管与管板的连接4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型)4.14.膨胀节的设定讨论§五.换热器核算 (21)5.1.热量核算5.2.压力降核算§六. 设计结果表汇 (28)§七参考文献 (29)§附：化工原理课程设计之心得体会 (30)§一.课程设计任务书1.1.题目煤油冷却器的设计1.2.任务及操作条件1.2.1处理能力：40t/h 煤油1.2.2.设备形式：列管式换热器1.2.3.操作条件(1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃(2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃(3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa(4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃)1.3.列管式换热器的选择与核算1.3.1.传热计算1.3.2.管、壳程流体阻力计算1.3.3.管壳式换热器零部件结构§二.概述2.1.换热器概述换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。
化工原理课程设计换热器
化工原理课程设计换热器
本文设计一个换热器，实现化工过程中的能量传递。
换热器是一种常见的设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质。
首先，我们确定了换热器的工作原理和基本要求。
换热器采用了壳程和管程的设计，分别由外壳和管束组成。
热量通过管道中的热媒体流经管程，然后从外壳中的流体中吸收或释放热量。
接下来，我们选择了适用于该化工过程的换热介质。
在这个设计中，我们选择了水作为热媒体，因为水具有良好的热传导性能和可用性。
基于化工过程的热量需求，我们确定了换热器的热负荷。
热负荷是指单位时间内所需传递的热量。
我们计算了化工过程中的热负荷，并据此确定了设计换热器所需的换热面积。
为了提高换热效率，我们设计了合理的流体流动方式。
流体在外壳和管道中的流动方式可以影响换热器的传热性能。
我们通过合理设计管程和外壳的结构，以及选择合适的流道形式，来确保流体在换热器中的流动均匀且高效。
此外，我们还考虑了换热器的传热方式。
换热器可以通过对流、传导和辐射等方式进行传热。
根据化工过程的要求，我们选择了对流传热作为主要的传热方式。
最后，我们综合考虑了换热器的选材、工艺要求和安全性能。
我们选择了具有良好耐腐蚀性和导热性能的材料，并按照化工
过程的要求进行工艺设计。
在设计过程中，我们还充分考虑了换热器的安全性能，包括压力、温度和材料的选择等因素。
综上所述，本文设计了一个换热器，包括工作原理、基本要求、换热介质、热负荷、流体流动方式、传热方式、材料选材和安全性能等内容。
该设计旨在满足化工过程中的能量传递需求，并提高传热效率和安全性能。
化工原理换热器设计
化工原理换热器设计化工原理换热器设计换热器是一种用于加热、降温、密闭蒸发及真空加热干燥等工艺的热交换设备，广泛应用于化工、制药、食品、能源等行业。
在化工生产中，换热器的选型和设计是关键步骤，它能够对生产过程中的能源消耗、产品质量和安全生产产生极大的影响。
一、换热传热原理对于换热器而言，传热是其中最核心的原理。
换热器常用的传热方式有三种：对流、传导和辐射。
在化工过程中，主要采用对流传热方式，即通过流体间热量的传递来进行换热。
同时，设计中还需要考虑到热传导、影响换热效果的温度、流速、密度、热容等物理量，以及流体本身的性质。
二、换热器类型和结构换热器的类型和结构有很多种，根据传热方式的不同可以分为管壳式、板壳式和实心管式等。
其中，管壳式换热器是最常见的一种类型，通常由套管、管子和管板等组成。
套管是换热器的外壳，一般用钢板、铝合金等制成，套管的内部是一组纵向安装且参差不齐的管子，管板则用来固定管子并将其分组。
三、化工原理换热器设计要点1. 选取合适的传热面积在换热器的设计中，传热面积是十分重要的参数之一，不仅影响换热器的传热效率，而且直接影响其尺寸和重量。
所以需要根据具体工艺流程的要求，选择合适的表面积，以达到工艺流程的要求。
2. 制定合理的流动方案流量对于换热器的传热效率也有着极大的影响，因此，需要制定合理的流动方案，避免流体产生剧烈的流动过程，以做到最小的传质阻力。
3. 合理选择材质基于化工领域的产品多变性与毒性，需要选择合理的材质进行制造，在保证产品质量和腐蚀性的前提下，可以选择不同种类的金属材料。
4. 合理设计换热器管子结构在进行换热器设计时，需要注意管子设计的合理性，以避免产生过大的压降和传热不均的情况，同时，管子的连接方式和防止泄露的措施也需要斟酌。
5. 充分考虑安全因素工业生产中关于安全问题的考虑，不能仅仅局限于工艺生产过程中，对于换热器的选型排除并发生的安全风险，更应该谨慎。
综上所述，换热器在化工领域中起着重要的作用，设计人员可以根据自己实际的需求和知识技能，选择适当的换热器类型，根据传热原理结合热力学理论和操作经验，进行合理设计来达到更好的生产效益。
化工原理课程设计换热器设计
化工原理课程设计换热器设计化工原理课程设计是化工专业学生必修的一门课程。
在该课程中，学生需要了解化工生产过程中涉及到的各种原理和技术，并根据所学知识进行实际的工程设计。
其中，换热器设计是该课程中的一个重要组成部分。
换热器是化工生产过程中常用的一种装置，它能够将热量从一种流体传递到另一种流体中，实现热能的转移和利用。
化工生产中的换热器种类繁多，包括壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等。
而在换热器的设计中，需要考虑的关键因素包括传热面积、流体流量、温度差等。
设计一个换热器需要经过多个步骤，其中的关键步骤包括：确定热传递系数、计算换热面积、选择换热器类型、确定流体流量及温度等。
这些计算都需要基于化工原理这门学科的知识来进行。
具体来说，需要掌握传热原理和传热换热器的设计原理，以及流体动力学知识等。
在进行换热器的设计时，需要衡量各个指标的优先级。
例如，在流体流量和温度差的确定中，需要根据具体的工程需求来确定优先顺序。
若流量需要更精确的控制，则需要首先计算出所需的最小流量。
而若温度差更为关键，则需要考虑在设计中增加换热面积来加强热能传递效果。
此外，在设计过程中还需要考虑到实际操作中的各种特殊条件。
例如，在实际工厂中，换热器需要面临腐蚀、结垢等问题。
因此，在进行设计时需要在材料选择、清洗方式等方面进行综合考虑，以确保换热器的使用寿命和效能。
在完成换热器设计的过程中，需要采用计算机辅助设计软件，如HTRI软件、CHEMCAD软件，对设计结果进行验证和优化。
这些软件能够帮助工程师快速计算出各项关键参数，并进行实时计算和模拟，以确保设计的合理性和可行性。
总的来说，换热器设计是化工原理课程中的重要课程之一，同时也是化工生产中不可或缺的一部分。
在学习和掌握相关知识时，需要注重对理论知识的建立，并注重实践经验和操作技能的培养。
只有进行全面的学习和实践，才能更好的掌握换热器设计的技巧，提高设计的合理性和效率，为化工生产工艺的改进和优化做出贡献。
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化工原理课程设计题目：冷却器的设计学生姓名：刘灿雷立学号：10114030091011403010系别：化学化工系专业：制药工程指导教师：刘艳起止日期：2012年月日设计任务书设计题目；热水冷却器的设计设计参数：（1）处理能力：1.8×104t/a热水；（2）设备形式：列管式换热器。
一、操作条件①热水：入口温度75℃，出口温度60℃；②冷却介质：循环水，入口温度32℃，出口温度40℃；③允许压降：不大于105Pa；④每天按330天，每天按24小时连续运行。
⑤建厂地址：湖南地区二、设计内容及要求（1）计算热负荷（2）计算平均温差（3）初估换热面积（4）核算总传热系数K（5）计算传热面积S（6）换热器规格选型（7）附属设备的选型（8）换热工艺流程图，主体设备工艺条件图。
目录设计任务书 (2)1、概述 (1)1.1 列式管换热器简介 (1)2、列式管换热器选型 (5)2.1换热器类型选择 (5)2.2流径的选择 (5)2.3材质的选择 (6)2.4流速的选择 (6)2.5管程结构 (7)2.6壳程结构 (8)3、设计方案确定 (9)3.1设计流程图： (10)4、工艺设计计算 (11)4.1确定物性数据 (11)4.2计算热负荷 (11)4.3计算平均传热温差 (12)4.4估算总传热系数 (12)4.5初估换热面积及初选版型 (13)4.6选取附属设备 (14)4.7换热器核算 (15)4.8计算压降 (17)5、换热器主要技术参数 (19)5.1换热器主要结构尺寸和计算结果 (19)工艺流程图 (20)主体设备图 (20)5.2 设计评述 (20)6、附录 (21)6.2公式符号说明 (21)6.2参考文献 (22)1、概述1.1 列式管换热器简介列式管换热器又称为管壳式换热器，是一种传统的、应用最广泛的热交换设备。
列管式换热器主要由管箱、换热管、壳体、管束、折流板、管板和封头等部件组成。
管壳式换热器的核心，安装在壳体内，两端固定在管板上。
换热管作为导热元件，与折流板一起决定换热器的传热性能。
管箱与壳体则决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。
管壳式换热器属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道和称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。
管程和壳程分别通过两种不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。
封头用螺栓与壳体两端的法兰相连。
其优点是单位体积内所具有的传热面积较大，结构简单坚固，选材广泛，制作容易，传热效果好，并具有较大的操作弹性，因而在制药化工生产中有着广泛的应用。
1.2列式管换热器常见类型1、固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。
当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。
特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。
2、U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩,来解决热补偿问题。
特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。
管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。
3、浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。
管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。
特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。
2、列式管换热器选型2.1换热器类型选择根据固定管板式的特点：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。
U形管式特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。
管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。
浮头式特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。
我们设计的换热器的流体是冷热水，不易结垢，再根据造价低，经济的原则我们选用固定管板式换热器。
2.2流径的选择(1) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用增强冷却效果。
(6)需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7)粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
我们选择冷水走管程，热水走壳程。
(8)不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
2.3材质的选择列管换热器的材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。
在高温下一般材料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。
同时具有耐热性、高强度及耐腐蚀性的材料是很少的。
目前 常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、铜和铝等；非金属材料有石墨、聚四氟乙烯和玻璃等。
根据实际需要，可以选择使用碳钢材料。
2.4流速的选择流体流速的选择：增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。
但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。
所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。
此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。
例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。
管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。
这些也是选择流速时应予考虑的问题。
在本次设计中，根据表换热器常用流速的范围，取管内流速s m u i /5.0=表1 列管换热器内常用的流速范围流体种类流速m/s管程壳程一般液体 宜结垢液体 气 体0.5～1.3 >1 5～30 0.2～1.5 >0.5 3～152.5管程结构换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和同心圆排列，如下图所示。
(a) 正方形直列 （b ）正方形错列 (c) 三角形直列（d ）三角形错列 （e ）同心圆排列正三角形排列结构紧凑；正方形排列便于机械清洗。
对于多管程换热器，常采用组合排列方式。
每程内都采用正三角形排列，而在各程之间为了便于安装隔板，采用正方形排列方式。
管板的作用是将受热管束连接在一起，并将管程和壳程的流体分隔开来。
管板与管子的连接可胀接或焊接。
2.6壳程结构介质流经传热管外面的通道部分称为壳程。
壳程内的结构，主要由折流板、支承板、纵向隔板、旁路挡板及缓冲板等元件组成。
由于各种换热器的工艺性能、使用的场合不同，壳程内对各种元件的设置形式亦不同，以此来满足设计的要求。
各元件在壳程的设置，按其不同的作用可分为两类：一类是为了壳侧介质对传热管最有效的流动，来提高换热设备的传热效果而设置的各种挡板，如折流板、纵向挡板。
旁路挡板等；另一类是为了管束的安装及保护列管而设置的支承板、管束的导轨以及缓冲板等。
壳体是一个圆筒形的容器，壳壁上焊有接管，供壳程流体进人和排出之用。
直径小于400mm的壳体通常用钢管制成，大于400mrn的可用钢板卷焊而成。
壳体材料根据工作温度选择，有防腐要求时，大多考虑使用复合金属板。
介质在壳程的流动方式有多种型式，单壳程型式应用最为普遍。
如壳侧传热膜系数远小于管侧，则可用纵向挡板分隔成双壳程型式。
用两个换热器串联也可得到同样的效果。
为降低壳程压降，可采用分流或错流等型式。
在壳程管束中，一般都装有横向折流板，用以引导流体横向流过管束，增加流体速度，以增强传热；同时起支撑管束、防止管束振动和管子弯曲的作用。
折流板的型式有圆缺型、环盘型和孔流型等。
圆缺形折流板又称弓形折流板，是常用的折流板，有水平圆缺和垂直圆缺两种。
切缺率(切掉圆弧的高度与壳内径之比)通常为20％~50％。
垂直圆缺用于水平冷凝器、水平再沸器和含有悬浮固体粒子流体用的水平热交换器等。
垂直圆缺时，不凝气不能在折流板顶部积存，而在冷凝器中，排水也不能在折流板底部积存。
弓形折流板有单弓形和双弓形，双弓形折流板多用于大直径的换热器中。
折流板的间隔，在允许的压力损失范围内希望尽可能小。
一般推荐折流板间隔最小值为壳内径的1/5或者不小于50 mm，最大值决定于支持管所必要的最大间隔。
壳程流体进出口的设计直接影响换热器的传热效率和换热管的寿命。
当加热蒸汽或高速流体流入壳程时，对换热管会造成很大的冲刷，所以常将壳程接管在入口处加以扩大，即将接管做成喇叭形，以起缓冲的作用；或者在换热器进口处设置挡板。
3、设计方案确定1.选择换热器类型：固定板式换热器2.流经的选择：热流体走壳程，循环水走管程3.管程循环水流速取0.5m/s4.材质：碳钢5.管径：φ25*2.5mm3.1设计流程图：确定物性常数，热负荷、冷却剂用量及平均温差，确定换热器类型及流体流动空间 选择传热管参数，并计算管程相应参数核算冷凝给热系数 估计冷凝给热系数 总传热系数核算 计算管内给热系数 估计传热总数，计算传热面积初值计壳侧压降和管侧压降计算，并与设计压力比较裕度系数校验 计算值与假定值相差较大考虑夏冬季的温度差异，改变冷流体进口温度折流板计算计算值与假定值相差不大 计算值与假定值相差较大裕度过大或过小裕度合适确定换热器基本尺寸压降大于设计压力压降小于设计压力 ① ② ③④⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 计算换热器其余零件⑩4、工艺设计计算 4.1确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值。
壳程热流体的定性温度为 T=26075+=67.5(℃)管程流体的定性温度为 t=24032+=36(℃) 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
水在67.5℃的有关物性数据如下：密度 0ρ=977.8㎏〃3-m定压比热容 0p C =4.18511--⋅⋅K kg KJ导热系数 0λ=0.668W/(m 〃℃) 粘度 0μ=0.0004061s P a ⋅ 循环冷却水在36℃下的物性数据如下： 密度 i ρ=992.2㎏〃3-m 定压比热容 ip C =4.17411--⋅⋅K kg KJ导热系数 i λ=0.635W/(m 〃℃) 粘度 i μ=0.0006533s P a ⋅ 4.2计算热负荷1. 热流量0W =4105.2×t/a=)24330(10105.234⨯÷⨯⨯=3156.57kg/h0Q =0W 0p C (21T T -)=3156.57×4.185×﹙75+273.15-60-273.15﹚=1.98×510KJ /h=55.04KW 4.3计算平均传热温差'mt ∆=)(12t t ∆-∆/㏑﹙2t ∆/1t ∆)=(35-28) ÷㏑(35÷28)=31.37℃ 3.冷却水用量i t ∆=2t -1t =40+273.15-（32+273.15）=8Ki W =0Q ／（i p C i t ∆）=1.585×510／（4.174×8）=5929.56kg/h4.4估算总传热系数管程传热系数Re=i i i i u d μρ/=0.02×0.5×992.2÷0.0006533=1.52310⨯Pr=ii p i C λμ/=4.174×310×6.533×410-÷0.635=4.294i∂=0.023(i i d /λ)8.0Re4,0Pr =0.023×0.635÷0.02×4.08.03)294.4()1052.1(⨯⨯=310902.2⨯ (W/(㎡〃℃))壳程传热系数假设壳程的传热系数0α=1000 W/(㎡〃℃) 污垢热阻i Rs =4-107197.1⨯㎡〃℃/W 0Rs =4-107197.1⨯ ㎡〃℃/W管壁的导热系数 λ=50.6 W/(m 〃℃) K=1÷(00001)()(∂÷++÷+÷+∂÷Rs d bd d d Rs d d i i i i i λ)=1÷+×÷×+÷××+×÷)02.06.50(025.00025.002.0025.0107197.1)02.013.2896(025.0[4-]12001107197.14-÷+⨯=583.91 W/(㎡〃℃)4.5初估换热面积及初选版型)('m t K Q S ∆⋅÷==55.04×310÷（584.8×31.37）=3.0 ㎡考虑15%的面积裕度，S=1.15×'S =1.15×3.0=3.45 ㎡ 工艺结构尺寸 1.管径和管内流速选用φ25×2.5传热管（碳钢），取管内流速i u =0.5 m/s 2. 管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数)4(2u d V n i s ⨯⨯÷÷=π=5929.56÷992.2÷3600÷0.785÷0.002÷0.002÷0.5 =10.45≈11（根）按单程管计算，所需的传热管长度为)π(00n d s L ÷==3.45÷(3.14×0.025×11)=3.995 (m)按单管程设计，传热管过长，宜采用多管程结构，现取传热管长L=2m ，则该换热器的管程数为 Np=L ／l=3.995÷2≈2(管程) 传热管总根数 N=2×11=22(根)3. 平均传热温差校正及壳程数 R=(75-60) ÷(40-32)=1.875 P=(40-32) ÷(75-32)=0.186按单壳程双管程结构，温差校正系数经查表得：t ∆ϕ=0.99平均传热温差m t ∆=t ∆ϕ×'mt ∆=0.99×31.37=31.056（℃） 4. 传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。