管壳式换热器设计毕业设计
管壳式换热器课程设计
目录前言 (2)第一部分，甲苯冷凝器的设计一、设计任务 (4)二、设计要求 (4)三、工艺结构尺寸 (6)（1）管径和管内流速 (6)（2）管程数和传热管数 (6)（3）平均传热温差校正及壳程数 (6)（4）传热管的排列和分程数法 (7)（5）壳体内径 (7)四、换热器主要传热参数核算 (8)（1）计算管程对流传热系数 (8)（2）计算壳程对流传热系数 (8)（3）确定污垢热阻 (9)（4）总传热系数 (9)第二部分，甲苯冷却器的设计一、试算并初选换热器规格 (11)（1）流体流动途径的确定 (11)（2）确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的型式 (11)二、计算总传热系数 (11)（1）计算热负荷 (11)（2）冷却水用量 (12)（3）计算平均传热温度差 (12)（4）总传热系数K (12)（5）估算换热面积 (12)三、工艺结构尺寸 (12)（1）管径和管内流速 (12)（2）管程数和传热管数 (12)（3）平均传热温差校正及壳程数 (13)（4）传热管的排列和分程方法 (14)（5）壳体内径 (14)四、换热器主要传热参数核算 (15)(1)壳程对流传热系数 (15)(2)管程对流传热系数 (16)(3)基于管内表面积的总传热系数 (16)(4)计算面积裕度 (17)化工原理课程设计任务书一、设计任务题目＃＃．＃万吨/年甲苯精馏塔冷凝冷却(水冷) 换热系统工艺设计。
二、任务给定条件1.热流条件：流量为10500kg/h的甲苯蒸汽从120℃，0.14 MPa(绝压)冷凝到120℃，0.14 MPa(绝压) 甲苯液，再冷却到30℃；120℃甲苯汽相热焓 140 Kcal/Kg，液相焓53 Kcal/Kg，30℃甲苯液相焓13 Kcal/Kg ；定性温度80℃时甲苯密度810Kg/m3, 比热0.446(Kcal/Kg. ℃) 绝对粘度0.32(cp) ，比热0.104 (Kcal/(m.h. ℃)) 。
化工原理课程设计——列管式换热器设计
课 程 设 计列管式换热器的设计高分子材料与工程09-1班 何兵2012年6月29日设计题目 学 号 专业班级 学生姓名指导教师课程设计任务设计题目：列管式换热器设计设计时间： 指导老师：何兵设计任务：年处理41050 吨40%乙醇水溶液的精馏塔预热器1．设备型式 卧式列管式换热器。
2．操作条件（1）原料温度20℃，进料热状况参数q=;（2）加热蒸汽采用绝压的饱和蒸汽;（3）允许压强降：不大于510Pa;（4）每年按330天计算，每天24小时连续运行;（5）设备最大承受压力：P=;设计报告：1．设计说明书一份2．主体设备总装图（1#图纸）一张，带控制点工艺流程图（3#图纸）目录1 前言 ................................... 错误!未定义书签。
乙醇简介 ......................................................错误!未定义书签。
换热器概述 ....................................................错误!未定义书签。
换热器的应用 .............................................错误!未定义书签。
换热器的主要分类 .........................................错误!未定义书签。
管壳式换热器特殊结构 .....................................错误!未定义书签。
换热管简介 ...............................................错误!未定义书签。
2.工艺流程设计的基本原则 ................. 错误!未定义书签。
3. 设计方案及设计计算 .................... 错误!未定义书签。
初选型号 ......................................................错误!未定义书签。
管壳式换热器的设计(课程设计)
xxxxxxxxx 大学课程设计说明书设计题目：管壳式换热器的设计学院、系：化学工程与工艺学院（精细化工专业）专业班级：精细2012班学生姓名：xxxxxxxxxxxx指导教师：xxxxxxxxxxxxx成绩：________________________2015年07 月08目录2015年07 月08 (2)目录 (2)一、课程设计题目 (7)二、课程设计内容 (7)1．管壳式换热器的结构设计 (7)2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 (7)3. 筒体水压试验应力校核 (7)4. 鞍座的选择 (7)5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定。
(7)6. 编写设计说明书一份 (7)7. 绘制1号装配图一张。
(7)三、设计条件 (8)（1）气体工作压力 (8)（2）壳、管壁温差50℃，t t＞t s (8)（3）由工艺计算求得换热面积为105m2。
(8)（4）壳体与封头材料在低合金高强度钢中间选用，并查出其参数，接管及其他数据根据表7-15、7-16选用。
(8)（5）壳体与支座双面对接焊接，壳体焊接接头系数Φ=0.85 (8)（6）图纸：参考图7-52，注意：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。
(8)四、基本要求 (8)五、说明书的内容 (9)1.符号说明 (9)2.前言 (9)3.材料选择 (9)4.绘制结构草图 (9)5.壳体、封头壁厚设计 (9)6.标准化零、部件选择及补强计算： (10)7.结束语：对自己所做的设计进行小结与评价，经验与收获。
(10)8.主要参考资料。
(10)六、主要参考资料 (10)管壳式换热器的结构设计 (11)1 前言 (12)1.1概述 (12)1.1.1换热器的类型 (12)1.1.2换热器 (13)1.2设计的目的与意义 (14)1.7提高管壳式换热器传热能力的措施 (15)1.8 设计思路、方法 (15)1.8.1换热器管形的设计 (15)1.8.2 换热器管径的设计 (16)1.8.3换热管排列方式的设计 (16)1.8.4 管、壳程分程设计 (16)1.8.5折流板的结构设计 (17)1.8.6管、壳程进、出口的设计 (17)1.9 选材方法 (17)1.9.1 管壳式换热器的选型 (17)1.9.2 流径的选择 (20)1.9.3材质的选择 (21)1.9.4 管程结构 (22)2 壳体直径的确定与壳体壁厚的计算 (22)2.1 管径 (23)2.2 管子数n (24)2.3 管子排列方式，管间距的确定 (24)2.4换热器壳体直径的确定 (24)3 换热器封头的选择及校核 (26)4 容器法兰的选择 (27)5 管板 (28)5.1管板结构尺寸 (28)5.2管板与壳体的连接 (29)5.3管板与管子的连接 (29)5.4管板厚度 (29)6 管子拉脱力的计算 (30)7 计算是否安装膨胀节 (32)8 防冲板 (33)9 折流板设计 (33)9.1折流板的选择 (33)9.2折流板的布置 (36)10 开孔补强 (37)10、1 壳体接管开孔补强 (37)1、确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径 (37)2、确定壳体和接管实际厚度，开孔有效补强面积及外侧有效补强高度h (37)3、计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积 (38)4、计算Ae (38)5、比较A与eA，)585()18.724(22mmAmmAe=>=， (38)10.2 管箱接管开孔补强 (39)1、确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径 (39)2、确定管箱和接管实际厚度，开孔有效补强面积及外侧有效补强高度h (40)3、计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积 (40)4、计算Ae (40)5、比较A与eA，)484()24.662(22mmAmmAe=>=， (41)11 接管最小位置 (41)12.鞍座 (42)1.壳体质量1m (42)2.封头质量2m (42)3.管箱质量3m (42)4.附件质量4m (43)5.管子质量5m (43)6.强度校核 (43)符号说明 (44)参考文献 (45)一、课程设计题目管壳式换热器的设计二、课程设计内容1．管壳式换热器的结构设计包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管箱的选择，鞍座的选择，接管选择等等。
煤油冷却器的设计_换热器毕业设计
毕业答辩情况表摘要这篇论文主要介绍的是换热器机械计算等相关的设计过程。
本文引用这三年学过的书本知识及相关的技术标准，对换热器的结构、强度进行了系统的阐述。
换热器是目前许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。
其中，换热器是目前应用较为广泛的换热设备。
优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。
缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。
我设计的换热器内部以换热管和折流板做为基本构件，冷介质、余热介质分别在管程与壳程之间流动，以达到降温或升温的效果。
换热器由筒体、管箱、封头、支座、换热管、折流板、管板及接管、法兰等组成。
通过强度计算合理选择材料，确保安全运行，提高设备的生产效率，降低设备的制造成本，实现化工单元操作的最佳化。
关键词: 换热器管箱壳体管板封头1 毕业设计任务书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：10万吨/年煤油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140℃，出口温度40℃(2).冷却介质：自来水，入口温度30℃，出口温度40℃(3).允许压强降：不大于100kPa(4).煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.22kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃)(5).每年按330天计，每天24小时连续运行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 管板厚度计算1.3.4 U形膨胀节计算（浮头式换热器除外）1.3.5 管束振动1.3.6 管壳式换热器零部件结构2 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。
在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。
管壳式换热器的设计
管壳式换热器的设计
1.传热面积的计算：传热面积决定了热交换效果的好坏，计算传热面
积是设计的第一步。
传热面积的大小受到工艺需求、流体特性和设备尺寸
等因素的影响。
2.流体流速的选择：流体流速对传热效率有重要影响。
流速不宜过大，以免增加流体阻力和泵耗能，但也不宜过小，以免影响传热效果。
需要通
过经验和实验确定合适的流速范围。
3.换热器的参数选择：根据工艺要求和流体性质选择合适的管壳式换
热器参数，如管子和外壳的材料、厚度和长度等。
一般情况下，不同材料
的换热器对不同的流体具有不同的传热效果和抗腐蚀能力。
4.温度和压力的控制：管壳式换热器工作时，内外两种流体通常以不
同的温度和压力运行，因此需要采取相应的措施确保换热器的安全性能。
这包括选择合适的密封材料、加装安全阀和温控装置等。
5.清洗和维护的考虑：管壳式换热器在长期使用过程中会有积垢和堵
塞的问题，因此需要预留清洗口和维护通道，并定期进行清洗和维护工作，以保证换热器的正常运行。
总之，管壳式换热器的设计需要综合考虑传热效率、流体性质、工艺
要求和设备安全性能等因素，确保换热效果良好、运行安全可靠。
通过合
理的设计和选择，可以使管壳式换热器发挥最佳的效果，实现节能降耗的
目的。
列管式换热器设计正文
摘要在不同温度的流体间传递热能的装置成为热交换器，简称为换热器。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,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。
随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样,不用类型的换热器各有优缺点，性能各异。
在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算，并确定换热器的结构尺寸、材料。
列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。
它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程列管式换热器。
关键词:温度传热面积结构尺寸材料１．前言１.１列管式换热器设计的意义换热器是建筑采热取暖生产中必不可少的设备,近几年由于新技术的发展，各种类型的换热器越来越受工业界的重视，而换热器又是节能措施中较为关键的设备，广泛应用于化工、医药、食品饮料、酒精生产、制冷、民用等工艺；因此,无论是从工业的发展还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都具有非常重要的意义。
1.2列管式换热器的工作原理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ﻫ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ﻫ结垢的流体。
ﻫ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。
按换热方式可分为单壳程单管程换热器、双管程、多管程、多壳程换热器。
固定管板式换热器设计毕业设计 精品
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（论文）题目：固定管板式冷却器设计毕业设计（论文）内容：文献综述CAD软件制图英文翻译毕业实习毕业设计（论文）专题部分：起止时间：2012 年 3 月---2012 年 6 月指导教师：签字年月日教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日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1.选题的目的和意义换热器为石油化工、食品、原子能及其它化工部门所广泛使用的一种工艺设备。
一般情况换热器约占石油化工装置设备总重量的40%。
近年来,随着制造技术的进步,强化转热元件的开发,使得新型高效换热研究有了较大的发展,根据不同的工艺条件与换热工况制造了不同结构形式的新型换热器,并已在化工、炼油、石油化工、制冷和制药各行业得到应用与推广，取得了较大的经济效益。
2.题目要完成的主要内容和预期目标本次设计的换热器是固定管板式换热器，主要完成冷却水一煤油间的热量交换。
管程工作压力为0.25Mpa，壳程工作压力为0.2Mpa。
设计温度壳程是75℃，管程为35℃。
管程内介质是自来水，壳程内为煤油。
选用石棉作保温材料，厚度为100mm。
根据任务书中流体进、出口的温度计算传热负荷，确定，选定换热器形式，选取换热器的材料，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使换热器有足够的腐蚀裕度。
结构设计的一般顺序为:1.管箱设计，选择管箱短节、分程隔板、的材料尺寸及管箱深度。
2.圆筒设计，选择合适的材料，计算结构尺寸。
3.封头设计，选择封头形式，分别计算所受内压和外压。
4.管板设计，确定连接形式，计算最小厚度。
5.拉杆和定管距，确定拉杆的结构形式、直径和数量、布置及定管距结构尺寸。
6.折流板设计，选择折流板形式、尺寸及板间距。
管壳式换热器设计讲解
目录任务书 (2)摘要 (4)说明书正文 (5)一、设计题目及原始数据 (5)1.原始数据 (5)2.设计题目 (5)二、结构计算 (5)三、传热计算 (7)四、阻力计算 (8)五、强度计算 (9)1.冷却水水管 (9)2.制冷剂进出口管径 (9)3.管板 (10)4支座 (10)5.密封垫片 (10)6.螺钉 (10)6.1螺钉载荷 (10)6.2螺钉面积 (10)6.3螺钉的设计载荷 (10)7.端盖 (11)六、实习心得 (11)七、参考文献 (12)八、附图广东工业大学课程设计任务书题目名称 35KW 壳管冷凝器 学生学院 材料与能源学院 专业班级 热能与动力工程制冷xx 班姓 名 xx 学 号xxxx一、课程设计的内容设计一台如题目名称所示的换热器。
给定原始参数：1. 换热器的换热量Q= 35 kw;2. 给定制冷剂 R22 ;3. 制冷剂温度 t k =40℃4. 冷却水的进出口温度 '0132t C ="0136t C = 二、课程设计的要求与数据 1）学生独立完成设计。
2）换热器设计要结构合理，设计计算正确。
(换热器的传热计算, 换热面积计算, 换热器的结构布置, 流体流动阻力的计算)。
3）图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细分明，符号国家标准，尺寸标注规范，使用计算机绘图。
4）说明书要求：文字要求：文字通顺，语言流畅，书写工整，层次分明，用计算机打印。
格式要求：（1）课程设计封面；（2）任务书；（3）摘要；（4）目录；（5）正文，包括设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器结构尺寸计算布置及阻力计算等设计过程；对所设计的换热器总体结构的讨论分析；正文数据和公式要有文献来源编号、心得体会等；（6）参考文献。
三、课程设计应完成的工作1）按照设计计算结果，编写详细设计说明书1份；2）绘制换热器的装配图1张，拆画关键部件零件图1～2张。
[1] 史美中,王中铮.热交换器原理与设计[M].南京：东南大学出版社，2003[2] 吴业正.小型制冷装置设计指导[M].北京：机械工业出版社,1999.[3] 吴业正. 制冷原理及设备（第2版）[M]. 西安：西安交通大学出版社,1998.[4] 余建祖.换热器原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.[5] 杨世铭，陶文铨.传热学（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社，2006.[6] 沈维道等工程热力学（第三版）.[M]. 北京：高等教育出版社，2001.[7] 其它设计资料：包括各种换热器设计标准、制冷工程设计手册、制冷设备手册、制冷机工艺、空气调节等相关文献资料。
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管壳式换热器设计毕业设计目录1 引言 (1)1.1 管壳式换热器的研究 (1)1.2 管壳式换热器的研究趋势 (1)1.3 螺旋板式换热器的研究 (2)1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展 (2)1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展 (2)1.4 本课题的目的和意义 (2)2管壳式换热器的工艺计算 (3)2.2 确定管程软水的物性参数 (3)2.2.1 定性温度 (3)2.2.2 热容 (4)2.2.3 黏度 (4)2.2.4 导热系数 (4)2.2.5 密度 (4)2.3 确定壳程气氨的物性参数 (4)2.3.1 定性温度 (4)2.3.2 热容 (4)2.3.3 黏度 (4)2.3.4 导热系数 (4)2.3.5 密度 (4)2.4 估算传热面积 (4)2.4.1 热负荷Q按大的传热量 (4)： (5)2.4.2 平均有效温差tm2.4.3 传热面积 (5)2.5 工艺结构尺寸 (5)2.5.1 决定通入空间，确定管径 (5)2.5.3 确定管程(数)、传热管数n、管长L及壳体内径 (5)2.5.4 拉杆 (5)2.5.5 折流板 (5)2.5.6 画布管图 (6)2.5.7 接管 (6)2.6 换热器核算 (7)2.6.1 传热能力的核算 (7)2.6.2 换热器内流体阻力计算 (9)3 管壳式换热器的结构设计及强度计算 (12)3.1 换热器筒体及封头的设计 (12)3.1.1 筒体设计 (12)3.1.2 封头与管箱设计 (12)3.2 换热器水压试验及其壳体应力校核 (13)3.2.1 压力试验的目的 (13)3.2.2 试验压力及应力校核 (13)3.3 开孔补强 (13)φ管程接管的补强计算 (13)3.3.1 对mm9219⨯φ壳程接管的补强计算 (15)3.3.2对mm480⨯103.4 法兰的选用 (17)3.4.1 筒体法兰的选用 (17)3.4.2 管法兰的选用 (17)3.5 折流板设计 (17)3.6 管板设计 (17)3.6.1换热气的设计条件 (17)3.6.2结构尺寸参数 (17)3.6.3各元件材料及其设计数据 (19)3.6.4设计计算 (19)3.7 支座形式的确定 (30)3.7.1 已知条件 (30)3.7.2 校核 (31)3.7.3 计算支座承受的实际载荷Q (31)M (31)3.7.4 计算支座处圆筒所受的支座弯矩L4 螺旋板式换热器的设计 (31)4.1 传热工艺计算 (31)4.1.1 传热量计算 (32)4.1 .2 冷却水的出口温度 (32)4.1.3 螺旋通道截面积与当量直径de的计算 (32)4.1.4 雷诺数Re和普朗特数P (32)r4.1.5 给热系数α的计算 (33)4.1.6 总传热系数K (33)4.1.7 对数平均温差t∆ (34)m4.1.8 换热器传热面积F (34)4.1.9 螺旋通道长度L (34)4.1.10 螺旋圈数n与螺旋体外径D (34)4.2 流体压力降ΔP计算 (35)4.2.1 按直管压力降的计算公式 (35)4.2.2 按大连工学院等单位推荐的公式计算 (36)4.3 螺旋板的强度、挠度与校核 (36)4.3.1 强度计算 (36)4.3.2 螺旋板的挠度 (37)4.3.3 螺旋板式换热器的稳定性 (38)4.4 螺旋板式换热器的结构尺寸 (38)4.4.1 密封结构 (38)4.4.2 定距柱尺寸 (38)4.4.3 换热器外壳 (38)4.4.4 进出口接管直径 (39)4.4.5 中心隔板的尺寸 (39)4.4.6 水压试验时应力校核 (40)结束语 (41)致谢 (42)参考文献 (43)1 引言换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。
一般换热设备在化工、炼油装置中的建设费用比例达20%~50%因此无论从能源利用，还是从工业的投资来看，合理地选择和设计换热器，都具有重要意义。
换热器按照传送热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式等三大类，其中间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛地换热器。
其中适用于气-液介质的间壁式换热器主要有管壳式换热器和螺旋板式换热器。
1.1 管壳式换热器的研究目前, 我国的管壳式换热器仍以弓形折流板加光滑管为主, 效率低, 能耗高，难以满足生产要求。
因此, 积极进行管壳式换热器的强化研究是非常必要的。
强化传热技术的应用就是为了进一步提高换热设备的效率, 减少能量传递过程中的不可逆失, 更合理更有效地利用能源, 减少换热面积, 降低金属消耗。
强化传热已被学术界称为第二代传热技术，其强化途径主要有:提高传热系数,扩大传热面积,增大传热温差等。
其中提高传热系数是当今强化传热的重点。
在实际的操作过程中可以通过强化管程传热和强化壳程传热两个方面强化换热器的传热[]1。
（1）强化管壳式换热器管程的传热, 主要是通过增加流体湍流度、扩展传热面积和提高流体流等方法实现, 即在内表面加工凸肋或翅片结构、在管内加插入物以及提高流速[]2，强化传热机理及主要研究如下所述。
（2）传统的管壳式换热器, 流体在壳侧流动存在着转折和进出口两端涡流的影响区, 影响了壳程的传热系数。
为了强化壳程传热，目前的研究途径主要有两种，包括管型与管间支撑物的研究。
1.2 管壳式换热器的研究趋势作为一种高效紧凑式换热器，在加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收过程中，除了高温、高压和特殊介质条件外,随着强化传热理论的研究,加强管壳式换热器的改进,将高效传热管与壳程强化传热的支撑结构相结合是今后换热器发展的一个重要方向。
无论是管程强化传热技术还是壳程强化传热技术，其结构的复杂性都将直接影响该技术的推广和发展，为此，强化传热技术的研究会朝着结构简化、传热效率高的方向发展。
而如何提高传热效率的同时不使流体压降有明显升高，在增加有效传热面积的同时使换热器结构紧凑，以及如何在保证换热器具有较低生产如何成本的同时保证其有较高的使用寿命也将成为将来研究的重要内容。
基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器产业在未来一段时期内将保持稳定增长。
另外，航天飞行器、半导体器件、核电站、风力发电机组、太阳能光伏发电及多晶硅生产等高新技术领域都需要大量的专业换热器。
展望板式换热器的未来，它会在更广泛的领域大有作为[]3。
1.3 螺旋板式换热器的研究螺旋板换热器是由两个长板卷在一起，形成一个螺旋构成的[]4，是一种高效换热设备，适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
是发展较早的一种板式换热器，不用管材，价格比较便宜，其传热系数大，结构紧凑，不易结垢，容易清洗。
该换热器主要由两张平行的薄钢板卷制成，构成一对互相隔开的螺旋形通道，冷热两流体以螺旋形板面为传热面相间流动[]5。
1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展我国从五十年代中期开始使用螺旋板式换热器,当时主要用于烧碱厂中的电解液加热和浓碱液冷却。
1966年我国开始研制螺旋板式换热器,设计。
制造部门研制了卷制螺旋板的专用卷床,使卷制的工效提高了几十倍,为推广应用螺旋板换热器创造了良好的条件。
但目前的问题是如何进一步提高承压能力的途径可采用增加螺旋板厚度，增加定距柱的数目或提高板材的强度。
但如采用增加板厚的方法，则势必要求提高卷板机的能力，这样消耗的功率相应增加，还会给制造工艺带来困扰，并使成本提高。
目前提高其承受能力的方法主要以改进结构和选用较好的材料。
1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展螺旋板换热器最初是由瑞典罗森勃来特161(Rosemblad)首先提出,1932年以此人命名的Rosemblad公司就成批组织生产并形成专利自问世以来,由于其结构紧凑,传热系数高;尤其是两种介质温差小的情况下,可以回收低位热量;自洁能力强;设备造价低,占地面积小等优点,得到了越来越广泛的应用[]6。
随后许多国家根据这个公司乏的专利相继仿造，其中有英国APV公司、美国AHRCO公司、西德ROCA公司等。
国外螺旋板式换热器的发展无论材料、工艺、结构、设计理论都已日臻成熟。
国外螺旋板式换热器共有四种型式：1型、2型、3型和3H型。
1型为最普通结构型式，两个通道内的流体均作螺旋流动。
国外螺旋板式换热器最常见的是应用于冷凝场合，所有型式的螺旋板式换热器均可应用于冷凝场合。
1.4 本课题的目的和意义实际生产中，在设计气-液介质换热器（特别是中、低压气-液换热器）时，为了保证气、液两侧的热负荷平衡，就要使气体的体积流量远大于液体的体积流量，即形成典型的大气量、小液量换热工况。
设计这类换热器要解决的关键问题是，合理选择换热器的形式与结构，既要使气、液介质均在经济流速下流动，同时又能获得较大的传热系数。
这正是本文的研究目的所在。
本设计课题要求我们在详细分析工艺条件的基础上，对适用于气-液介质的换热器进行比较选型，按照所选的形式进行结构设计、工艺计算、强度设计。
完成本课题后，不仅可使我们获得综合运用所学基础理论、专业知识、基本技能，提高分析与解决工程实际问题的能力和初步科学研究的能力，使得遵照国家标准和规范进行工程设计的能力有较大提高。
2管壳式换热器的工艺计算2.1 确定设计方案—— 固定管板式换热器管壳式换热器是一种传统的标准换热设备，具有制造方便、选材面广、适应性强、处理量大、清洗方便、运行可靠、耐高温高压等一系列优点，在许多工业部门中大量使用，尤其是在石油、化工、热能、动力等工业部门所使用的换热器中，管壳式换热器占主体地位。
选定的设计方案必须满足：工艺要求，达到指定的产量和质量；操作平稳、易于调节；经济合理；生产安全。
其中，固定管板式换热器由于其自身具有的结构简单、紧凑，能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换等优点。
由以上可知固定管板式换热器能够满足本课题的工艺要求，所以气液介质专用换热器的设计采用固定管板式换热器。
本课题要求设计的是气氨与软水两种流体介质的换热器。
根据两种流体的性质以及操作压力选择软水走管程，气氨走壳程。
既可以节省壳体的材料，又可以及时排除冷凝液、清洗方便。
2.2 确定管程软水的物性参数2.2.1 定性温度设计参数如下：软水入口温度：25℃ 软水流量：66/h m 3软水压力：0.4Mpa （表压）气氨入口温度：-10。
C 气氨出口温度：5℃ 气氨流量： 53000Kg∕h 气氨压力：0.38Mpa （绝压） 热流量Q ：kw 25.490KJ/h 1764900)105(22.253000)T (T c ωQ 0i ps s ==--⨯⨯=-=已知软水流量：65909kg/h 998.15kg/h 66/h 66m W 3i =⨯==由 h 1764900KJ/Q )t (254.18365909)t (t c W Q s i i o pi i i ==-⨯⨯=-=推出： 6.18183.465909176490025=⨯-=i t故可知软水的定性温度为：C 8.21)6.1825(21)(21︒=+⨯=+=o i m t t t 2.2.2 热容根据文献[7],表 1.10.1 ，可得21.43℃定性温度下的水的定压比热容为：C)J/(kg.182.4︒=K c p 。