管壳式换热器ppt课件.ppt

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1、6.2管壳式换热器的基本结构6.2.1管束6.2.2管箱与浮头6.2.3壳体与封头封头管束浮头壳体折流挡板管箱管板管程隔板6.2管壳式换热器的基本结构6.2管壳式换热器的基本结构6.2.1管束6.2.1.1管板及管子排列方式管子胀接在管板上而形成管束，管子排列方式有三角形和正方形两种。正方形直列正方形错列三角形直列三角形错列6.2管壳式换热器的基本结构6.2.1.2折流挡板作用：提高壳程流体湍动程度，强化传热。形式：圆缺式、圆盘式、缺角式等。国内常用的为圆缺式。圆缺式圆盘式6.2管壳式换热器的基本结构6.2.1.2折流挡板6.2管壳式换热器的基本结构6

2、.2.1.2折流挡板6.2管壳式换热器的基本结构6.2.1.2折流挡板6.2管壳式换热器的基本结构6.2.2管箱与浮头管箱：管程流体进出口的场所，起分配管程流体的作用。浮头：使管程流体在浮头内改变方向，并使管程与壳程流体分开。管程隔板布置图6.2管壳式换热器的基本结构6.2.3壳体与封头作用：用以约束壳程流体的流动。椭圆封头壳体6.3换热器的标准系列6.3.1换热器型号的表示公称传热面积(m2)管、壳程设计压力(MPa)第一个字母代表前端管箱型式第二个字母代表壳体型式第三个字母代表后端结构型式壳体直径(mm)换热管公称长度(m)当采用铝、铜、钛换热管时

3、，应在本项后注明材料符号。管/壳程数I采用较高级或高级冷拔管II采用普通级冷拔管6.3换热器的标准系列主要部件的分类及代号6.3换热器的标准系列6.3.2标准换热器的基本参数公称压力、传热面积、管子排列方式、管长、管外径、管子总数、管程数、壳程数、管程与壳程流通面积、折流板间距、折流板缺口拱高等。在设计时可根据要求查取相应的参数。6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.1选用及设计原则6.4.2选用及设计步骤1.换热器形式的选择：综合考虑冷热流体的温差及壳程流体的性质；2.管子的规格及排列方式：规格：Ф19×2mmФ25×2.5mm两种长度：1.5

4、m、2m、3m、6m，其中3m、6m较多用排列方式：正三角形排列、正方形直列、转角正方形排列6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.1选用及设计原则3.流体的流速：流速u增大，将增大对流传热系数，降低污垢热阻，使K增加，从而可减小传热面积A；但u增加，流动阻力增大，动力消耗增加。适宜的流速既要考虑经济权衡又要兼顾结构上的要求，充分利用工艺上允许的压强降来选择较高的流速是换热器设计的一条重要原则。6.4.1选用及设计原则6.4管壳式换热器的选用及校核计算①不洁净和易结垢的流体宜走管程，管内清洗方便。②腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时被腐蚀，管子便

5、于清洗和检修。③压强高的流体宜走管程，以免壳体受压，节省壳体金属消耗量。④饱和蒸汽宜走壳程，以便及时排除冷凝液，且蒸汽较洁净，以免污染壳程。⑤被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果。4.流程的选择：6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.1选用及设计原则⑥有毒流体宜走管程，以减少向环境泄露的机会。⑦粘度大的液体或流量小的流体宜走壳程，使其在较小的Re时达到湍流。⑧若两流体的温差较大，α大的流体宜走壳程，以减小管壁和壳壁的温度差。⑨一提高流速提高对流传热系数的走管程。总之，流体流动通道的选择原则应根据传热效果好，清洗方便等具体情况、具体分析。4.

6、流程的选择：6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.1选用及设计原则6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.1选用及设计原则5.换热终温：换热器冷热流体两端的温度由工艺条件规定。但对加热介质或冷却介质出口温度需由设计者确定。设计中，冷却水两端温差可取5℃~10℃。6.材料选用：换热器材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。金属材料：碳钢、低合金钢、不锈钢、铜和铝。非金属材料：石墨、聚四氟乙烯、玻璃。不锈钢和有色金属材料抗腐蚀性能好，但价格相对较高。6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.1选用及设计原则7.管程和壳程数的确定：为了提高管

7、内流速，可采用多管程。但是程数过多，导致管程流体阻力加大，增加动力费用；同时多程会使平均温度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面积减少，设计时应考虑这些问题。列管式换热器的系列标准中管程数有1、2、4和6程等四种。采用多程时，通常应使每程的管子数大致相等且温差校正系数不小于0.8。6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.2无相变时管壳式换热器的给热系数6.4.2.1管程给热系数αi按管内给热系数公式计算。Re>10000时，对低粘度流体：对高粘度流体：6.4管壳式换热器的选用及校核计算6.4.2.2壳程给热系数αo对具有圆缺形折流挡板的壳程给热系数

8、的计算，可采用多诺霍(Donohue)法:式中Ggm－流体横过管束与通过折流板缺口时的平均质量