螺旋折流板式换热器的设计毕业设计
螺旋板式换热器
目录
• 螺旋板式换热器概述 • 螺旋板式换热器性能特点 • 螺旋板式换热器应用领域 • 螺旋板式换热器设计选型 • 螺旋板式换热器运行维护与保养 • 螺旋板式换热器发展趋势与展望
01 螺旋板式换热器概述
定义与的换热设备，由两张平行的金 属板卷制而成，形成两个均匀的 螺旋通道。
未来发展趋势预测
个性化定制
随着市场需求多样化，螺旋板式换热器将向个性 化定制方向发展。
绿色环保
环保意识的提高将推动螺旋板式换热器向更加环 保的方向发展。
智能化和网络化
随着工业4.0的推进和物联网技术的应用，螺旋板 式换热器将实现智能化和网络化运行。
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螺旋板式设计使得设备具有较高的承压能力，可适应较高的工
03
作压力和温度。
操作弹性大、适用范围广
螺旋板式换热器可处 理多种流体介质，包 括液体、气体以及蒸 汽等。
设备处理量可根据需 求进行调整，操作弹 性大。
操作温度范围宽，可 满足不同工艺要求。
易于维护和管理
设备结构简单，维护方便。
螺旋板式换热器具有较长的使用寿命和稳定的性 能，降低了维护成本。 设备运行过程中噪音低，对环境影响小。
02
原理：两种不同温度的流体在螺 旋通道内以逆流或顺流方式进行 热量交换，达到加热或冷却的目 的。
结构组成
螺旋体
由金属板材卷制而成的 螺旋通道，是热量交换
的主要场所。
端盖
密封装置
支承结构
位于螺旋体两端，用于 连接流体进出口管道。
确保流体在螺旋通道内 不泄漏，保证换热效率。
用于支撑螺旋体，保证 其稳定性和安全性。
螺旋折流板换热器PPT课件
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最后，我们第一小 组的小伙伴们祝愿每个小 组都能向老师和同学们展 示出自己最棒的PPT，展 现最好的自己！
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3.螺旋折流板换热器在工程上的应用举例
某炼油装置采用引进工艺包,专利商对其中一台 “锅炉给水预热器”的压降要求很严格,换热器(结 构见图5)壳程压降不得大于24kPa;为防止出口气相 中夹带液体,要求壳程介质上进上出;设备的壳体、
换热管、管板、折流板、接管嘴子均为(¼Cr,½Mo)换
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图（2） 螺旋折流板换热器
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2. 螺旋折流板换热器的特性
防止结垢 流动性能
性能
传热特性
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螺旋折流 板的特性
抗震性能
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传热特性
• 传热系数是传热过程的综合反映，是衡量换热器 传热性能的重要指标
• 相比弓形折流板光管换热器，螺旋折流板光管换 热器总传热系数和壳程换热系数分别提高 50%～ 80%和90%。
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弓形折流板换热器
优点
• 传统的管壳式换热器多采用弓形折流板换热器， 该类换热器具有制造简单，运行可靠的优点，适 合于壳侧流体处于较低流速的场合。
缺点
• 由于流体在接近壳体壁面处的突然转向使能量损 耗迅速增大,造成壳侧的沿程压力降的增大,另外, 由于折流板与壳体之间的旁流和换热管与折流板 之间漏流及死区的存在(如图1),使其壳侧流动特 性的缺点十分明显。
换热器设计总结
换热器设计总结1、换热器几何尺寸1.1壳体结构根据物性选择合适的壳体结构，如果设计要考虑有无膨胀、粘度是否很大，污垢是否严重，根据常用选择合适的壳体结构及冷热流体走管程还是壳程；如果校核一般的都已经提供，我们可以直接进行计算就行了。
1.2管子结构1.2.1管子次寸管子直径国标上有两种规格：192⨯⨯、25 2.5，小直径的管子可承受更大压力，相同壳径可排更多的管子，传热面积比较大，单位传热面积的金属耗量较低；但是如果管程结垢比较严重、允许压力不是很大的情况下，应该采用大直径的管子。
当然以上说的是设计，如果是校核，直接按提供值输入就行了。
1.2.2管子排布统一壳径采用正三角形排列可以比正方形或者转角正方形排列多排17%的管子，一般的壳程不易结垢，或者可以用化学清洗的话，推荐采用正三角形排列。
在必须考虑机械清扫的场合，则采用正方形转角45℃排列。
1.2.3管子外形管子外形有光管和螺纹管两种，当壳程流体的膜传热系数只有管程的1/3时，采用螺纹管比较好，因为他能强化壳程的传热过程，降低结垢速度。
1.2.4管长管长根据国标里进行选择，在炼厂中一般选择6m 长的管子1.3螺旋折流板设计参数确定1.1和1.2是关于换热器设计的总的概括总结，下面结合螺旋折流板换热器的设计说一下具体物性参数的选择问题1.3.1螺旋角螺旋角影响换热面积很大，一般要选择合适的螺旋角，根据文献上提供的螺旋角的选取范围：5~45°，从加工的角度上讲一般选择7~15°，由于螺旋角的选取严重影响换热面积余量，在设计的时候尽量从易于加工、易于传热方面考虑，个人理解：在设计的时候，螺旋角是不是要从冷热物流两侧传热系数、压降、换热面积综合考量。
在以后的工作总应该加以注意。
当然从校核角度来讲，我们在选择螺旋角的时候，由于上面的壳体结构、管子直径都已经确定我们只能从换热面积方面考虑达到合适的换热面积。
1.3.2螺距螺旋折流板另一个很重要的参数就是螺距，螺距的选取主要是根据螺旋折流板的连接方式来选择，螺旋折流板的连接方式目前主要有两种方式：连续搭接、交错搭接，连续搭接的螺距计算公式为：()tan Hs D πβ=其中D Hs β--------连续螺距壳体直径螺旋角交错搭接的时候一般是在这个公式的基础上乘以一个系数（这个系数的范围为：0.4~0.60）不过一般的选择都是在0.5左右，然后进行圆整。
基于最大流速比的连续螺旋折流板管壳式换热器热力设计
关联式进行对比，提出一种新的基于最大流速比的连续螺旋折流板管壳式换热器热力设计方法；并通过对压缩机油冷器与中央空调
系统干式蒸发器两个设计实例的测试验证了该设计方法的可靠性。该设计方法能够简化连续螺旋折流板管壳式换热器的设计流程，
并为工业实际设计提供参考。
关键词：管壳式换热器；连续螺旋折流板；热力设计；最大流速比
cal industrial design. Key words: tube and shell heat exchangers；continuous helical baffle；thermal design；maximum flow velocity ratio
——————————————————————— 换热器在动力、冶金、石油、化工、电厂、精炼、机械 存在压损大，漏流、旁通严重和易振动失效等缺点，导
中图分类号：TK172
文献标志码：A
文章编号：1002⁃1639（2018）05⁃0011⁃05
Thermal Design of Continuous Helical Exchanger Based on the Maximum Flow Velocity Ratio
od is verified by the test of two design examples of the compressor oil cooler and the dry evaporator in central air conditioning system. The de⁃
sign method can simplify the design process of the continuous helical baffle tube and shell heat exchanger and may provide reference for pract⁃
毕业设计(论文)流量为200th双管程固定管板式换热器设计(全套图纸)
Compute in the traditional craft in include to transmit heat an area calculation, spread a calories calculation and transmit heat coefficient to really settle and change hot path inside the tube and change hot tube model number of choice, and transmit heat coefficient, press to decline and checking of wall calculate etc. problem.
Key word: Change a hot machine; Float to take care of plank; Transmitheat a calculation; The strength school checks
螺旋折流板列管换热器
冷换 设 备是炼 油 化工 发 电等行 业工 艺流
总 传 热 系数 Ｋ 值 一 直 停 滞 在 较 低 状 态 ．
它 在炼 油厂的应 用效 果 目前 国内最 大 的冷 换设 备换热 面积 只有 ｌ ０ ～２ ０ ｍ。 而国外可 达 到 ００ ００ ．
５ ０ ０ ０～ ６ ０ 。 ００ ｍ
．
进人 ２ 世 纪 ７ （ Ｊ ０年代 后 ． 随着 石 化 行 业 技 术 的发展． 国外 冷 换 设 备 技 术 也 有 了显 著 的进 步 首先 在冷 换 备 两个 传热 界面之 一 的管程 采用 了 螺纹 管 、 形 管 、 异 内插 物 等 强化 传 热薪 技 术 ， 管 使 程传 热有 丁较 大 的突破 但 是 从间壁 传热 原理 上 讲． 控制 一 台换 热 设 备传 热 效 率 的 是传 热 能 力 相
甚 至更 多 他 们 的决 窍就是 采 用
了螺旋折 流板 新型结 构 螺旋折 流板式 换热 器 和 传 统 的弓形折 流板换 热器 唯一 区别就是 折 流板 在 壳 体 中结 构形 式 的改变 弓形 折流板 在壳 体 内垂 直 于换 热管束 ． 使壳侧 形 成若干个 并列 折返 通道 ． 介 质急 剧改变 流 向必 然 产 生严 重 的压力 损 耗 ． 这 是此类 型换热 器能耗 大 的主要原 因 同时 在两 个 折流通 道变 向过渡 区域 ． 体 取 最短 路 程斜 向前 流
程 中 的 主 要 设 备 以 炼 油 厂 为 例 ．冷 换 设 备 占设 备 总 金 属 消 耗 黾 的 ２ 左 右 它 既 是 工 艺 流 程 Ｏ
256KW水冷螺杆换热器设计
设计说明书概述换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且是上述这些行业的通用设备，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。
换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
换热器按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。
其中间壁式换热器应用最广泛，按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展表面式换热器（板翅式、管翅式等）。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下各项基本要求。
（1）合理地实现所规定的工艺条件（2）安全可靠（4）经济合理（3）有利于安装、操作与维修蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝“液”体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，“气”化吸热，达到制冷的效果。
下面是256KW 水冷螺杆蒸发器的设计。
1、 查国标 GB18430.1-2007确定工况：冷水出口 7 C,冷却水入口 30 C 。
根据查表4.7和表4.11（《制冷技术与装置设计》）得:t si =12C ,t s2=7C可得蒸发温度 t °=2C; t w1 =30C ,t w2=35C可得冷凝温度 t k =40C 。
由经验设过热度为5C,过冷度为5C 。
2、 热力计算 ①制冷循环热力状态参数表 状态 点八、、 符号 单位 数值 参数来源t 0C2根据t 0确定蒸 发压力P 。
，作等压线交饱 和气体线得0 点，查图P 0102kP a 5.3h °kj?kg 4061t 1C7P 0的等压线交t 0，查 lgp-h图v1m 3?kg 0.045 h 1kj?kg 4102st 2sC64过1点作等熵 线，与P 2等压 线交点2s ,P 2二h 2skj?kg 438②热力性能指标计算3、蒸发器设计计算①初步规划选择干式蒸发器，传热管选用内微肋管铜管，基本参数如下：外径d0=16mm 内径d j=14.66mm 翅高f=0.17mm,翅数N n = 68。
CAD在螺旋折流板换热器折流板及定距管设计中的应用
旋折流板和定距管的 Ｃ Ｄ计算方法。 Ａ ２ １ 螺旋折 流板 边长 及夹 角 的确定 ．
螺 旋折 流 板 以 ４块 为一 组 ， 块 折流 板 板 面 形 单 状 为扇形 ， 布 于 ４个 象 限 ， 分 每组 折流 板 在设备 轴 线 方 向投 影成 为 一个 完 整 的 圆 ， 与普 通 换 热 器 折 流 板 相 同。单块 螺旋 折流 板在 设备 中的布置 实 际上是 以 该 折 流板 的对称 中线 为 旋 转轴 ， 照螺 旋 前 进 的方 按 向旋转 折 流倾 角 ， ２ 。如 图 １ 即 ５， 。 图 １中 。 视 图为 单 块螺 旋 折 流 板 在设 备 中布 主 置 图的顶视 图。Ａ向视 图为 螺旋 折 流板 在 设备 轴 线
方 向上 的投 影 图 ， １４圆 形 折 流 板 。 图 中 Ｏ 即 ／ Ａ和
的 Ｃ Ｄ计算作一简要介绍 。 Ａ
１ 结 构 特 点
螺旋折流板换热器由于壳程流体螺旋连续平稳
运动 ， 消除 了滞 流 区 ， 小 了壳 程 压 降 ； 少 了污 垢 减 减 沉 积 和 固体 颗粒 的沉 积 ， 高 了换 热 器综 合 传 热 效 提
Ｏ Ｃ为折 流板 的 两 个 边 ， Ｂ为 折 流 板 的对 称 中 线 ， Ｏ
收 稿 日期 ：０ ６０ －３ ２０ －７１
作者简 介： 王剑涛 （９ ３ ） 男 ， １７ 一 ， 工程师 。从事压力容器设计及 设计 管理工作 。
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果； 尤其适用 于壳程为较粘稠介质的工况 ， 同时可大 大 减少 停工 清洗 次数 。
２ 螺旋折流板和定 距管的 Ｃ Ｄ计算 Ａ
由于螺 旋折 流板 换 热器 的折 流板 和定 距管 的加 工需要 专 门 的工装 ， 因此 在 进 行 管 束 的结构 设 计 时
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编号：（）字号本科生毕业设计（论文）题目：姓名：学号：班级：二〇一二年六月螺旋折流板换热器的设计中国矿业大学本科生毕业设计学院：化工学院专业：过程装备与控制工程设计题目：螺旋折流板换热器的设计专题：基于起重机械虚拟仿真计算与分析的简单探索毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级过控2008 学生姓名桂大强任务下达日期：2011年 12月 20 日毕业设计日期：2012 年 2 月 1 日至 2012 年 6 月 15 日毕业设计题目：螺旋折流板式换热器的设计毕业设计专题题目：基于起重机械虚拟仿真计算与分析的简单探索毕业设计主要内容和要求：1 毕业设计题目螺旋折流板式换热器的设计2 主要设计参数设计一个满足工艺要求的螺旋折流板式换热器，具体的参数如下：介质分别为丁二烯和水，工作压力分别为0.39MPa、0.45MPa，入口温度分别是39.9℃、34℃，出口温度分别是36.9℃、38℃，丁二烯的质量流量是17000Kg/h。
3 毕业设计内容1) 设计依据分析2) 换热器工艺计算设计3) 换热器结构设计4) 换热器强度设计5) 设计总结4 英文翻译与专题翻译相关的英文文献1篇，中文字数应不低于3000字。
专题名称：换热器在制冷机中的应用5 图纸换热器的装配图、部件图及零件图合计不少于3张A0图。
院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要折流板是提高换热器工效的重要部件。
传统换热器中最普遍应用的是弓形折流板，由于存在阻流与压降大、有流动滞死区、易结垢、传热的平均温差小、振动条件下易失效等缺陷，近年来逐渐被螺旋折流板所取代。
理想的螺旋折流板应具有连续的螺旋曲面。
由于加工困难，目前所采用的折流板，一般由若干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接，形成近似的螺旋面。
在折流时，流体处于近似螺旋流动状态。
相比于弓形折流板，在相同工况下，这样的折流板（被称为非连续型螺旋折流板）可减少压降45%左右，而总传热系数可提高20%～30%，在相同热负荷下，可大大减小换热器尺寸。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备，在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中有广泛的应用。
本换热器是用于空气压缩机级间冷却，采用常温冷却水将压缩后的高温空气冷却到一定温度，本次设计采用固定管板式换热器。
换热器的设计分为工艺设计和机械设计两个部分。
在工艺设计部分，根据给定的设计参数假设传热系数，计算换热器的换热面积以及初步确定换热器型号、换热管、管程和壳程数、折流板间距和数目以及内径等工艺尺寸，然后进行热力核算和压力降核算，确定面积欲度和换热器压力降均在合理范围之内，否则，要重新设定传热系数，重复上述过程，直至通过核算。
机械设计部分分为两步，第一步：根据第一部分已设计出的工艺尺寸设计筒体、管箱、接管、折流板以及各部分之间的连接等结构和尺寸；第二步：依据GB150、GB151的规定进行强度校核，其中主要包括对管板、壳体与换热管进行的强度校核，校核通过后根据所设计结构参数绘制图纸。
通过复算与校核，使所设计的换热器能够满足生产工艺的要求。
关键词：螺旋折流板；换热器；工艺设计；机械设计；强度校核ABSTRACTThe baffle is to improve the ergonomics of the heat exchanger components. Conventional heat exchanger is the most common application of segmental baffle, defects due to a choke and pressure drop, flow hysteresis dead band, easy to scale, heat transfer, the average temperature difference is small, vibration conditions prone to failure, in recent years to gradually spiral baffle replaced. The ideal helical baffle shall have a continuous helical surfaces. Currently used due to processing difficulties, baffle, generally replaced by the number of 1/4 of the fan-shaped flat plate surface and white connection, the formation of the helical surface approximation. Baffle, the fluid in the approximation of the spiral flow of state. Compared to the segmental baffle, in the same condition, the baffle (known as non-continuous helical baffles) can reduce the pressure drop of about 45%, while the overall heat transfer coefficient can be increased by 20% to 30 % in the same heat load can be greatly reduced heat exchanger size.Heat exchanger is an indispensable equipment to transmission of heat exchange in the process of chemical production, which is in a wide range of applications in petroleum, chemical industry, light industry, pharmaceuticals, energy and other industrial production. This is a heat exchanger used for benzene – toluene separation process, heats benzene - toluene mixtures from room temperature to the bubble point temperature by water vapor, shell-and-tube exchanger has being chosen. Design is divided into two parts, process design part and mechanical design part. In process design, first of all, suppose a heat transfer coefficient according to given design parameters. Then, account the heat transfer area and determine variety of technology size, such as Models of heat exchanger, heat exchange tube number of tube side and shell side, Spacing and number of traverse baffles and diameter size, etc. At last, make heat check and pressure check on process data, make sure that area degree and pressure drop are both in reasonable limits. Otherwise, it is necessary to re-set the heat transfer coefficient, repeat the process until the adoption of check. Mechanical design part has two steps. Step one is structural design, determine structural sizes of the heat exchanger by process parameters such as the main body, channel box, adapter tube, and tubesheet, etc.; In step two, according to the data determined by the above-mentioned, make strength check by prescript of GB150 and GB151, which is include tube plate, shell and tubes. After the strength check has passed, blueprint can be drew. By complex operator and check, the heat exchanger design are meeting the requirement of production technology.Keywords:Helical Baffles; Heat exchanger;Process design; mechanical design; Strength check1 绪论该设计为螺旋折流板式换热器的设计。