化工单元操作技术新疆应用在线开放建设项目53课件.pptxVIP

新疆应用职业技术学院在线开放课程建设项目化工单元操作技术院校及系部：新疆应用职业技术学院主讲人：孙庆国厚德·笃行·博学·强技职称：助教自治区第二批优质高等职业院校建设项目学校

目录CONTENTS新疆应用职业技术学院在线开放课程建设项目XINJIANGYINYONGZHIYEJISHUXUEYUANZAIXIANKAIFANGKECHENGJIANSHEXIANGMU项目一流体输送技术项目二传热技术项目三非均相物系分离技术项目四蒸发技术

传热技术项目二2.1认识换热器的结构2.2认识换热原理2.3认识传热的基本方式及换热流体2.4计算基本传热过程速率2.5计算间壁式换热器的传热速率2.6计算间壁式换热器的壁温2.8操作与维护换热器2.7设计列管式换热器

教学目标1.具有列管换热器工艺设计的能力。2.具有列管换热器工艺设计相关计算能力。能力目标1.掌握列管换热器工艺设计的过程与方法。2.掌握列管换热器工艺设计的过程的相关计算。知识目标1.培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；2.培养安全、环保、健康生产意识；3.培养分析问题和解决问题的能力；4.创新能力培养等。素质目标4子任务1列管换热器工艺设计

2.7管壳式换热器的设计与选型5子任务1列管换热器工艺设计一、冷、热流体流动通道的选择在列管式换热器内，冷、热流体流动通道可根据以下原则进行选择：（1）不洁净和易结垢的液体宜走容易清洗的一侧。固定管板式换热器应走管程，U型管换热器应该走壳程；（2）腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀；（3）压强高的流体宜走管内，以免壳体承受压力；（4）饱和蒸气宜走壳程，因饱和蒸汽比较清净，对流传热系数与流速无关而且冷凝液容易排出；

2.7管壳式换热器的设计与选型6（5）被冷却的流体宜走壳程，便于散热；（6）若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将对流传热系数大的流体通入壳程，可减少热应力；（7）有毒流体宜走管程，可以减少流体泄露；（8）流量小而粘度大的流体一般以走壳程为宜，因在壳程Re＞100即可达到湍流。但这不是绝对的，如流动阻力损失允许，将这种流体通入管内并采用多管程结构，反而能得到更高的对流传热系数。以上各点不可能同时满足，有时会产生矛盾，因此需根据具体情况而作恰当的选择。

2.7管壳式换热器的设计与选型7二、流体进出口温度的确定选定热源或冷源时，通常进口温度已知，其出口温度需要设计者选择。若换热器中的两侧介质均为工艺流体，一般高温端的温度差不宜小于20℃，低温端温差不宜小于5℃，平均温差不能小于10℃。此外冷却水的出口温度不宜高于50～60℃，这样可以避免大量结垢。在采用多管程或多壳程换热器时，冷却剂的出口温度不能高于工艺流体出口温度。

2.7管壳式换热器的设计与选型8三、流体流动方向的选择一般情况下，应该采用逆流操作，以便使平均传热温度差增大。但是，对某些流体的温度有限制的情况下，为防止热流体的出口温度过低或冷流体的出口温度过高，应该采用并流操作。例如：当冷流体是热敏性流体时，因温度过高而影响产品质量，所以采取并流时，就可以将其出口温度控制在热流体的出口温度以下，但是逆流时只能将其温度控制在热流体进口温度以下，而不一定达控制在热流体出口温度以下。

2.7管壳式换热器的设计与选型9除了纯并流和纯逆流以外，也可以将冷、热流体在换热器内做多管程或多壳程的复杂折流流动。流量一定，管程或壳程越多，换热器的总传热系数越大，但是流体流动的阻力增加，平均传热温度差也会一定程度上变小，所以，应该综合考虑。

2.7管壳式换热器的设计与选型10四、管、壳程流体流速的选择增加流速不但可加大对流传热系数，而且能降低污垢热阻，从而使总传热系数加大。但增加流速后，流体流动阻力增大，动力消耗增多，此外还要从结构上考虑对传热的影响。列管换热器中常用的流速范围在下表中列出。一般管内、管外流体都要避免出现层流流动状态。

2.7管壳式换热器的设计与选型11

2.7管壳式换热器的设计与选型12五、流体阻力的计算流体阻力越大，动力消耗越高。过换热器的阻力分为管程阻力和壳程阻力，应分别进行估算。1、管程流体阻力（压力降）的计算对于多程换热器，其总阻力等于各程直管阻力、回弯阻力及进、出口阻力之和。一般进、出口阻力可忽略不计，故管程总阻力的计算式为：

2.7管壳