固定管板式换热器设计

摘要

在工业生产中，为了适现物料之间热量传递过程中的一种设备，统称为换热器，它是化工炼油，动力，原子能和其它许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速发展的化工，炼油等工业生产来说，换热器尤为重要，换热器随着使用目的的不同可以把它分为：热交换器，加热器，冷却器，冷凝器，蒸发器和再沸器等。

本设计的主要任务是完成满足某一生产要求的管壳式换热器，它是属于列管式换热器的一种，是利用间壁使高温流体和低温流体进行对流传热从而实现物料间的热量传递。换热器的工艺设计计算有两种类型，即设计计算和校核计算，包括计算换热面积和造型两方面。设计计算的目的是根据给定的工作条件及热负荷，选择一种适当的换热器类型，确定所需的换热面积，进而确定换热器的具体尺寸。校核计算的目的则是对已有的换热器校核它是否满足预定要求，这是属于换热器性能计算问题。无论是设计计算还是校核计算，所需的数据包括结构数据、工艺数据和物性数据三大类。其中结构数据的选择在换热器设计中最为重要。对于列管式换热器的设计包括壳体型式、管程数、管子类型、管长、管制排列形式、折流板型式、冷热流体流动通道等方面的选择。工艺数据包括冷热流体的流量、进出口温度、进口压力、允许压力降及污垢系数。物性数据包括冷热流体在进出口温度或定性温度下的的密度、比热容、粘度、导热系数等。

本设计针对苯冷却的问题设计一换热器。本设计包括三个部分：说明部分；计算部分；绘图部分。本任务书主要是说明部分。说明部分主要是通过对兰州地区水资源情况、常年气温情况、水价、水质等综合考虑，最后确定冷却水的用量、进出口温差等及最后的产品说明书，说明了此换热器的工作环境，工作条件，适用范围及技术要求等。计算部分主要是针对说明部分的分析进行相应的计算，主要是对针对所选的换热器在满足生产要求的情况下进行工艺核算，最大可能的减小投入和增加收益，本设计就是为完成以上任务而进行的计算。绘图部分主要是遵照计算的要求在绘图纸上按照一定的比例要求把所设计的换热器反映到图纸上来，同时要反映出管口方位以及所使用的部件的材料，规格等。

关键词：换热器，工艺设计，核算；

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目录

1.摘要 ………………………………………………………………… 2.综述 ……………………………………………………………………6 2.1换热器的分类与比较 ……………………………………………… 2.2换热器设计时应注意的一般问题 ………………………………7 2.3换热器的研究现状及发展趋势 ………………………………………9 3.设计任务书 ………………………………………………………………10 3.1设计题目 …………………………………………………………………10 3.2设计条件 …………………………………………………………………10 3.3设计要求 …………………………………………………………………10 3.4设计成果要求 ……………………………………………………………11 3.5时间安排 ………………………………………………………………11 4.设计计算 …………………………………………………………………11 4.1确定设计方案 …………………………………………………………11 4.1.1选择换热器的类型 ………………………………………………11 4.1.2确定流体流动空间及进出口温度 …………………………………11 4.2查阅物性数据 ……………………………………………………………13 4.3试算和初选换热器规格 ………………………………………………13 4.3.1计算热负荷和冷却水流量 …………………………………………13 4.3.2计算两流体的平均温度差 …………………………………………13 4.3.3初选换热器规格 ……………………………………………………13 4.4核算压强降 ………………………………………………………………13 4.4.1管程压强降 ………………………………………………………13 4.4.2壳程压强降 ………………………………………………………14 4.5核算总传热系数 …………………………………………………………14 4.5.1管程对流传热系数 ………………………………………………14 4.5.2壳程对流传热系数 ………………………………………………15 4.5.3污垢热阻 …………………………………………………………16 4.5.4总传热系数 ………………………………………………………16

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4.5.5 设计裕度…………………………………………

4.6换热器主要附件的确定及技术要求……………………………………… 4.6.1折流挡板 4.6.2缓冲板 4.6.3拉杆和定距管 4.6.4换热管和挡板 4.6.6法兰和管板 4.6.7垫片 4.6.8管箱和支座

4.7换热器主要结构尺寸和计算结果 ………………………………………17 5.换热器的安装与维护 ………………………………………………………… 5.1安装 5.2维护

6.符号说明 ……………………………………………………………………18 7.结束语 ……………………………………………………………………19 8.参考文献 ………………………………………………………………………20

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