24 换热器设计.pptVIP

列管式换热器的设计 * 1.传热效果（粘度大或流量小者走壳程；待冷却者走壳程；热阻大者走壳程） 2.设备结构（高压者走管程；腐蚀性强者走管程） 3.清洗方便（不清洁或易结垢者走管程，饱和蒸汽一般走壳程） 在确定流体流动空间时，上述原则往往不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，如首先考虑流体的压强、防腐蚀和清洗等要求，然后再通过传热与压强降的计算予以确定。 一、确定设计方案的五个问题 （一）列管式换热器型式的选择 （二）流体流动空间的选择（三方面考虑） （三）流体流速的选择 1. 固定管板式换热器（管板与壳体连成一体） 2. 浮头式换热器（一端不与外壳连接，称之为浮头） 3. U型管式换热器（管子可自由伸缩） 4. 填料函式换热器（管束一端可自由伸缩） 列管式换热器中常用的流速范围 流体的种类 一般液体 易结垢液体 气体 m/s 管程 0.5~3 1 5~30 壳程 0.2~1.5 0.5 3~15 列管式换热器中不同粘度液体的最大流速 液体粘度，mPa·s 1500 1500~500 500~100 100~35 35~1 1 最大流速，m/s 0.6 0.75 1.1 1.5 1.8 2.4 列管式换热器中易燃、易爆液体的安全允许速度 液体名称 乙醚、CS2、苯 甲醇、乙醇、汽油 丙酮 安全允许速度，m/s 1 2~3 10 （四）流体出口温度的确定 进口温度一般由加热剂和冷却剂的来源而定，出口温度则需由设计者根据经济衡算后确定。对于采用冷却水换热，其两端温差不应低于5℃，对严重缺水地区，尤其是采用河水时，其出口温度不应超过50℃。 （五）管程数和壳程数的确定 列管式换热器标准系列中有1、2、4、6等四种管程，采用多管程时，合理的管长为1.5、2、3、6m。管长与壳体直径之比L/D为4~6，水平放置时可大一些。 二、列管式换热器的结构 （二）壳程结构 （一）管程结构 1.管子在管板上的固定（胀接与焊接两种，高温高压时亦采用胀焊结合） 2.管子的排列（管子有两种规格，排列有正三角形、正方形——正列与错列、同心圆等）。 3.管子的分程（每程管数大致相等，四程有平行和工字形两种） （二）壳程结构 （一）管程结构 1.壳体（φ400mm用钢管，φ400mm用钢板卷焊。壳程进口常设防冲板或缓冲板。进出口亦有设置导流筒） 壳体直径的计算 （ 为横过管束中心线上的管数， 为管中心距） （ 为管束中心线上最外层管的中心至壳体内壁的距离） 正三角形： （ 为换热器的总管数） 正方形： 2.折流挡板（改变流向，支撑管子，强化传热。有单缺口、双缺口、三缺口折流板，盘与环折流板等，切去量为10%~40%，一般取20%~25%） 换热器壳径的标准尺寸 3.其它部件（拉杆和定距管，旁路挡板和假管） 14 12 10 8 最小壁厚，mm 1100、1200 800、900、1000 400、500、600、700 325 公称直径，mm 60 48 38 52 40 32 44 32 25 38 25 19 各程相邻管的管心距，mm 管心距 mm 管外径 mm 常用管心距 最大无支撑跨距 3200 2800 2500 2200 1900 1500 1100 800 最大无支撑跨距 57 45 38 32 25 19 14 10 换热管外径 do 拉杆直径与拉杆数 10 12 1250 8 12 1200 6 12 800，1000 4 12 273，400，500，600 4 10 200～250 最少拉杆数 拉杆直径mm 壳体直径mm — 18.49 17.45 17.45 16.28 不锈钢 34.89 41.87 44.19 48.85 52.34 碳钢 93.04 101.18 105.83 109.90 112.81 锌 359.37 361.69 373.32 409.38 414.03 银 59.31 63.97 73.27 82.57 93.04 镍 — 158.17 162.82 167.47 172.12 镁 — 29.77 31.40 33.38 35.12 铅 48.85 54.66 61.64 67.45 73.27 铁 362.86 367.51 372.16 379.14 383.79 铜 227.95 227.95 227.95 227.95 227.95 铝 400℃ 300℃ 200℃ 100℃ 0℃ 常用金属的导热系数 三、列管式换热器的设计计算 （一）列管式换热器的设计计算步骤 1.试算并初选换热器的规格 （1）确定流体进入的空间 （2）确定流体进出换热器两端的温度，选择列管式换热器型式 （3）计算流体的定性温度，以确定流体的物性数据 （4）计算热负荷