1、 HYPERLINK HYPERLINK 設(shè)計(jì)題目：換熱器的設(shè)計(jì)學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院班級化工*姓名張子健學(xué)號 000000000指導(dǎo)教師：*日期：2010.9.12列管式換熱器設(shè)計(jì)任務(wù)書一設(shè)計(jì)題目：煤油冷卻器的設(shè)計(jì)(3組：21- )二設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件處理能力：18萬噸/年煤油設(shè)備形式：列管式換熱器操作條件煤油：入口溫度110，出口溫度35冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度25，出口溫度40允許壓強(qiáng)降：不大于100kPa煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3，黏度7.1510-4Pa.s，比熱容2.22kJ/(kg.)，導(dǎo)熱系數(shù)0.14W/(m.)每年按330天計(jì)，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行三選擇適宜的

2、列管式換熱器并進(jìn)行核算3.1 傳熱計(jì)算3.2 管、殼程流體阻力計(jì)算3.3管板厚度計(jì)算3.4 U形膨脹節(jié)計(jì)算3.5 管束振動3.6 管殼式換熱器零部件結(jié)構(gòu)目錄TOC o 1-7 h1.概述42.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)63.方案設(shè)計(jì)和擬訂64.設(shè)計(jì)計(jì)算94.1確定設(shè)計(jì)方案94.1.1 選擇換熱器的類型94.1.2 流動空間及流速的測定94.2確定物性數(shù)據(jù)94.3計(jì)算總傳熱系數(shù)104.3.1 熱流量104.3.2 平均傳熱溫差114.3.3 冷卻水用量114.3.4 總傳熱系數(shù) K114.4計(jì)算傳熱面積124.5工藝結(jié)構(gòu)尺寸124.5.1 管徑和管內(nèi)流速124.5.2 管程數(shù)和傳熱管數(shù)124.5.3平均傳熱溫差校

3、正及殼程數(shù)134.5.4 傳熱管排列和分程方法134.5.5 殼體內(nèi)徑134.5.6 折流板144.5.7 接管144.6換熱器核算154.6.1 熱量核算154.6.1.1 殼程對流傳熱系數(shù)154.6.1.2 管程對流傳熱系數(shù)154.6.1.3 傳熱系數(shù) K164.6.1.4 傳熱面積 S164.6.2 換熱器內(nèi)流體的流動阻力174.6.2.1 管程流動阻力174.6.2.2 殼程阻力174.6.2.3 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果195.設(shè)計(jì)小結(jié)206.參考文獻(xiàn)227.附圖表238.符號說明251.概述在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器,簡稱為換熱器。在換熱器中至少要有兩種溫度不

4、同的流體,一種流體溫度較高,放出熱量;另一種流體則溫度較低,吸收熱量。在化工、石油、動力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器,它們也是這些行業(yè)的通用設(shè)備,并占有十分重要的地位。隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器也各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。列管式換熱器是最典型的管殼式換熱器，它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。列管式換熱器有以下幾種：1、固定管板式固定管板式換熱器的兩端管板和殼體制成一體，當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，在外殼的適當(dāng)位置上焊上一個補(bǔ)償圈，（或膨脹節(jié)）。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來補(bǔ)償因溫

5、差應(yīng)力引起的熱膨脹。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈不易結(jié)垢的物料。2、U形管式U形管式換熱器每根管子均彎成U形，流體進(jìn)、出口分別安裝在同一端的兩側(cè)，封頭內(nèi)用隔板分成兩室，每根管子可自由伸縮，來解決熱補(bǔ)償問題。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，適用于高溫和高壓的場合。管程清洗困難，管程流體必須是潔凈和不易結(jié)垢的物料。浮頭式換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱浮頭。管子受熱時(shí)，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消除了溫差應(yīng)力。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，便于清洗和檢修，完全消除溫差應(yīng)力，應(yīng)用普遍。2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1）JB1145-73列管式固定管板熱交換器（2）JB1146-

6、73立式熱虹吸式重沸器（3）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB151-89鋼制管殼式換熱器.國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布，1989（4）鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定（5）JBT4715-1992固定管板式換熱器型式與基本參數(shù)（6）HGT20701.8-2000容器、換熱器專業(yè)設(shè)備簡圖設(shè)計(jì)規(guī)定（7）HG20519-92全套化工工藝設(shè)計(jì)施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定（8）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JB4732-95鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（9）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JB4710-92鋼制塔式容器（10）中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB16749-1997壓力容器波形膨脹節(jié)3.方案設(shè)計(jì)和擬訂根據(jù)任務(wù)書給定的冷熱流體的溫度，來

7、選擇設(shè)計(jì)列管式換熱器中的固定管板式換熱器；再依據(jù)冷熱流體的性質(zhì)，判斷其是否易結(jié)垢，來選擇管程走什么，殼程走什么。在這里，冷流體走管程，熱流體走殼程。從手冊中查得冷熱流體的物性數(shù)據(jù)，如密度，比熱容，導(dǎo)熱系數(shù)，黏度。計(jì)算出總傳熱系數(shù)，再計(jì)算出傳熱面積。根據(jù)管徑管內(nèi)流速，確定傳熱管數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)傳熱管長為6m，算出傳熱管程，傳熱管總根數(shù)等等。再來就校正傳熱溫差以及殼程數(shù)。確定傳熱管排列方式和分程方法。根據(jù)設(shè)計(jì)步驟，計(jì)算出殼體內(nèi)徑，選擇折流板，確定板間距，折流板數(shù)等，再設(shè)計(jì)殼程和管程的內(nèi)徑。分別對換熱器的熱量，管程對流系數(shù)，傳熱系數(shù)，傳熱面積進(jìn)行核算，再算出面積裕度。最后，對傳熱流體的流動阻力進(jìn)行計(jì)算，如果

8、在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)就能完成任務(wù)。根據(jù)固定管板式的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈不易結(jié)垢的物料。U形管式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，適用于高溫和高壓的場合。管程清洗困難，管程流體必須是潔凈和不易結(jié)垢的物料。浮頭式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，便于清洗和檢修，完全消除溫差應(yīng)力，應(yīng)用普遍。我們設(shè)計(jì)的換熱器的流體是冷熱水，不易結(jié)垢，再根據(jù)造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)的原則我們選用固定管板式換熱器。根據(jù)以下原則：(1)不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管內(nèi)，以便于清洗管子。(2)腐蝕性的流體宜走管內(nèi)，以免殼體和管子同時(shí)受腐蝕，而且管子也便于清洗和檢修。(3)壓強(qiáng)高的流體宜走管內(nèi)，以免殼體受壓。(4)飽和蒸氣宜走管間

9、，以便于及時(shí)排除冷凝液，且蒸氣較潔凈，冷凝傳熱系數(shù)與流速關(guān)系不大。(5)被冷卻的流體宜走管間，可利用外殼向外的散熱作用，以增強(qiáng)冷卻效果。(6)需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體宜走管內(nèi)，因管程流通面積常小于殼程，且可采用多管程以增大流速。(7)粘度大的液體或流量較小的流體，宜走管間，因流體在有折流擋板的殼程流動時(shí)，由于流速和流向的不斷改變，在低Re(Re100)下即可達(dá)到湍流，以提高對流傳熱系數(shù)。我們選擇冷水走管程，煤油走殼程。流體流速的選擇：增加流體在換熱器中的流速，將加大對流傳熱系數(shù)，減少污垢在管子表面上沉積的可能性，即降低了污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增大，從而可減小換熱器的傳熱面積。但是

10、流速增加，又使流體阻力增大，動力消耗就增多。所以適宜的流速要通過經(jīng)濟(jì)衡算才能定出。此外，在選擇流速時(shí)，還需考慮結(jié)構(gòu)上的要求。例如，選擇高的流速，使管子的數(shù)目減少，對一定的傳熱面積，不得不采用較長的管子或增加程數(shù)。管子太長不易清洗，且一般管長都有一定的標(biāo)準(zhǔn)；單程變?yōu)槎喑淌蛊骄鶞囟炔钕陆?。這些也是選擇流速時(shí)應(yīng)予考慮的問題。在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)表換熱器常用流速的范圍，取管內(nèi)流速。館子的規(guī)格和排列方法：選擇管徑時(shí)，應(yīng)盡可能使流速高些，但一般不應(yīng)超過前面介紹的流速范圍。易結(jié)垢、粘度較大的液體宜采用較大的管徑。我國目前試用的列管式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)中僅有252.5mm及19mm兩種規(guī)格的管子。在這里，選擇252

11、.5mm管子。管長的選擇是以清洗方便及合理使用管材為原則。長管不便于清洗，且易彎曲。一般出廠的標(biāo)準(zhǔn)鋼管長為6m，則合理的換熱器管長應(yīng)為1.5、2、3或6m。此外，管長和殼徑應(yīng)相適應(yīng)，一般取L/D為46(對直徑小的換熱器可大些)。在這次設(shè)計(jì)中，管長選擇6m。管子在管板上的排列方法有等邊三角形、正方形直列和正方形錯列等，等邊三角形排列的優(yōu)點(diǎn)有:管板的強(qiáng)度高；流體走短路的機(jī)會少，且管外流體擾動較大，因而對流傳熱系數(shù)較高；相同的殼徑內(nèi)可排列更多的管子。正方形直列排列的優(yōu)點(diǎn)是便于清洗列管的外壁，適用于殼程流體易產(chǎn)生污垢的場合；但其對流傳熱系數(shù)較正三角排列時(shí)為低。正方形錯列排列則介于上述兩者之間，即對流傳

12、熱系數(shù)(較直列排列的)可以適當(dāng)?shù)靥岣?。在這里選擇三角形排列。管子在管板上排列的間距(指相鄰兩根管子的中心距)，隨管子與管板的連接方法不同而異。通常，脹管法取t=(1.31.5)do，且相鄰兩管外壁間距不應(yīng)小于6mm，即t(d+6)。焊接法取t=1.25do。管程和殼程數(shù)的確定當(dāng)流體的流量較小或傳熱面積較大而需管數(shù)很多時(shí)，有時(shí)會使管內(nèi)流速較低，因而對流傳熱系數(shù)較小。為了提高管內(nèi)流速，可采用多管程。但是程數(shù)過多，導(dǎo)致管程流體阻力加大，增加動力費(fèi)用；同時(shí)多程會使平均溫度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面積減少，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這些問題。列管式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)中管程數(shù)有1、2、4和6程等四種。采用多程

13、時(shí)，通常應(yīng)使每程的管子數(shù)大致相等。根據(jù)計(jì)算，管程為4程，殼程為雙殼程。折流擋板：安裝折流擋板的目的，是為了加大殼程流體的速度，使湍動程度加劇，以提高殼程對流傳熱系數(shù)。最常用的為圓缺形擋板，切去的弓形高度約為外殼內(nèi)徑的1040，一般取2025，過高或過低都不利于傳熱。兩相鄰擋板的距離(板間距)h為外殼內(nèi)徑D的(0.21)倍。系列標(biāo)準(zhǔn)中采用的h值為:固定管板式的有150、300和600mm三種，板間距過小，不便于制造和檢修，阻力也較大。板間距過大，流體就難于垂直地流過管束，使對流傳熱系數(shù)下降。這次設(shè)計(jì)選用圓缺形擋板。換熱器殼體的內(nèi)徑應(yīng)等于或稍大于(對浮頭式換熱器而言)管板的直徑。初步設(shè)計(jì)時(shí)，可先分

14、別選定兩流體的流速，然后計(jì)算所需的管程和殼程的流通截面積，于系列標(biāo)準(zhǔn)中查出外殼的直徑。主要構(gòu)件的選用： （1）封頭封頭有方形和圓形兩種，方形用于直徑小的殼體(一般小于400mm)，圓形用于大直徑的殼體。（2）緩沖擋板為防止殼程流體進(jìn)入換熱器時(shí)對管束的沖擊，可在進(jìn)料管口裝設(shè)緩沖擋板。（3）導(dǎo)流筒殼程流體的進(jìn)、出口和管板間必存在有一段流體不能流動的空間(死角)，為了提高傳熱效果，常在管束外增設(shè)導(dǎo)流筒，使流體進(jìn)、出殼程時(shí)必然經(jīng)過這個空間。（4）放氣孔、排液孔換熱器的殼體上常安有放氣孔和排液孔，以排除不凝性氣體和冷凝液等。（5）接管尺寸換熱器中流體進(jìn)、出口的接管直徑由計(jì)算得出。最后材料選用：列管換熱器

15、的材料應(yīng)根據(jù)操作壓強(qiáng)、溫度及流體的腐蝕性等來選用。在高溫下一般材料的機(jī)械性能及耐腐蝕性能要下降。同時(shí)具有耐熱性、高強(qiáng)度及耐腐蝕性的材料是很少的。目前常用的金屬材料有碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、銅和鋁等；非金屬材料有石墨、聚四氟乙烯和玻璃等。不銹鋼和有色金屬雖然抗腐蝕性能好，但價(jià)格高且較稀缺，應(yīng)盡量少用。這里選用的材料為碳鋼。4.設(shè)計(jì)計(jì)算4.1確定設(shè)計(jì)方案4.1.1選擇換熱器的類型兩流體溫度變化情況：煤油進(jìn)口溫度110，出口溫度35；冷流體（循環(huán)水）進(jìn)口溫度25，出口溫度40。該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，熱流體為煤油，為不易結(jié)垢和清潔的流體。冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度會降低，估計(jì)該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差

16、較小，因此初步確定選用不帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。4.1.2流動空間及流速的測定由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水走管程，煤油走殼程。選用252.5的碳鋼管，根據(jù)表三管內(nèi)流速取u i=0.8 m/s。.4.2確定物性數(shù)據(jù)定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。殼程煤油的定性溫度為 T=72.5（）管程流體的定性溫度為 t=32.5 ()根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。煤油在77.5下的物性數(shù)據(jù)循環(huán)冷卻水在35下的物性數(shù)據(jù)密度o=825 kg/m3密度i=994.3 kg/m3定壓比熱容cpo=2.22 kJ/(kgK)定壓比熱容cpi=4.174 kJ/(kg

17、K)導(dǎo)熱系數(shù)i=0.14W/(mK)導(dǎo)熱系數(shù)i=0.626 W/(mK)粘度o=0.000715 Pas粘度i=0.000725 Pas4.3計(jì)算總傳熱系數(shù)4.3.1熱流量=22727.3(kg/h)4.3.2平均傳熱溫差按純逆流：4.3.3冷卻水用量4.3.4總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)殼程傳熱系數(shù)假設(shè)殼程的傳熱系數(shù)污垢熱阻(根據(jù)表一表二選取)管壁的導(dǎo)熱系數(shù)4.4計(jì)算傳熱面積考慮15%的面積裕度，4.5工藝結(jié)構(gòu)尺寸4.5.1管徑和管內(nèi)流速選用傳熱管(碳鋼),取管內(nèi)流速4.5.2管程數(shù)和傳熱管數(shù)依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)按單程管計(jì)算,所需的傳熱管長度為按單程管設(shè)計(jì),傳熱管過程,宜采用多管

18、程結(jié)構(gòu)。現(xiàn)取傳熱管長，則該換熱器管程程數(shù)為傳熱管總根數(shù)4.5.3平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)按雙殼程, 4管程結(jié)構(gòu),溫差校正系數(shù)應(yīng)查對數(shù)平均溫度校正系數(shù)。但的點(diǎn)在圖上難以讀出，因而相應(yīng)以1/R代替R，PR代替P，查同一圖線，可得平均傳熱溫差4.5.4傳熱管排列和分程方法采用組合排列法,即每程內(nèi)均按正三角排列,隔板兩惻采用正方形排列.取管心距,則橫過管束中心線的管數(shù)4.5.5殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu),取管板利用率,則殼體內(nèi)徑為按卷制殼體的進(jìn)級檔可取4.5.6折流板采用弓形折流板,取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%,則切去的圓缺高度為,故可取。取折流板間距，則可取B為300mm。

19、折流板數(shù)折流板圓缺面水平裝配。4.5.7接管殼程流體進(jìn)出口接管:取接管內(nèi)熱水流速為，則接管內(nèi)徑為取標(biāo)準(zhǔn)管徑為100mm。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速，則接管內(nèi)徑為取標(biāo)準(zhǔn)管徑為120mm。4.6換熱器核算4.6.1熱量核算4.6.1.1殼程對流傳熱系數(shù)對圓缺形折流板,可采用克恩公式當(dāng)量直徑,由正三角形排列得殼程流通截面積殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為普蘭特準(zhǔn)數(shù)粘度校正4.6.1.2管程對流傳熱系數(shù)管程流通截面積管程流體流速及其雷諾數(shù)分別為普蘭特準(zhǔn)數(shù)4.6.1.3傳熱系數(shù) K4.6.1.4傳熱面積 S該換熱器的實(shí)際傳熱面積該換熱器的面積裕度為傳熱面積裕度適宜,該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)4.6

20、.2換熱器內(nèi)流體的流動阻力4.6.2.1管程流動阻力 , , ,由，傳熱管相對粗糙度0.01，查圖摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)及相對粗糙度的關(guān)系得，流速，所以管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)。4.6.2.2殼程阻力 ,.15 流體流經(jīng)管束的阻力流體流過折流板缺口的阻力，總阻力殼程流動阻力也比較適宜。4.6.2.3換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果見下表。換熱器型式：固定管板式管口表換熱面積：115.64符號尺寸用途連接型式工藝參數(shù)a循環(huán)水入口平面名稱管程殼程b循環(huán)水出口平面物料名稱冷卻水煤油c熱水入口凹凸面操作壓力,0.40.3d熱水出口凹凸面操作溫度,25/40110/35e排氣口凹凸

21、面流量,63324.925252.5f放凈口凹凸面流體密度，kg/m3994.2825管數(shù)268管長，mm6000流速，m/s0.80.16管間距32排列方式正三角形傳熱量，kW1051.11間距300mm管子規(guī)格25*2.5總傳熱系數(shù)，W/m2406.41殼體內(nèi)徑600mm折流板型式上下對流傳熱系數(shù)，W/m24814.92144污垢系數(shù)，m2K/W0.0003440.000172保溫層厚度，5mm阻力降，MPa0.053290.00148程數(shù)42推薦使用材料碳鋼碳鋼膨脹節(jié)因?yàn)楣軆?nèi)平均溫度32.5，管外平均溫度72.5，72.5-32.5=4050。所以不需要膨脹節(jié)。圓筒厚度查GB151-99

22、P21表8得圓筒厚度為：8 mm橢圓形封頭查JB/T4737-95，橢圓形封頭與圓筒厚度相等，即8mm開孔補(bǔ)強(qiáng)當(dāng)換熱器殼體和封頭上的接管處需要補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，常用的結(jié)構(gòu)是在開孔外面焊上一塊與容器器壁材料和厚度相同的標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈。接管法蘭選取參見標(biāo)準(zhǔn)HGJ4476-91。支座換熱器支座可選裙座或雙鞍式支座。其中鞍式支座設(shè)計(jì)參見標(biāo)準(zhǔn)JB/T4712-92。5.設(shè)計(jì)小結(jié)在化工、石油、動力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器,它們也是這些行業(yè)的通用設(shè)備,并占有十分重要的地位。隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器也各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。列管式換熱器是最典型的管殼式換熱

23、器，它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。列管式換熱器是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等

24、邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。 流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超

25、過50時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。進(jìn)行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：不潔凈和易結(jié)垢流體宜走管程，因管內(nèi)清洗較方便；腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時(shí)受腐蝕；壓力高的流體宜走管程，以免殼體承受壓力；飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無關(guān),且冷凝液容易排出；若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時(shí)，宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程，以減小熱應(yīng)力。固定管板式換熱器由管箱、殼體、管板、管子等零部件組成，其結(jié)構(gòu)較緊湊，排管較在相同直徑下面積較大，制造較簡單，最后一道殼體與管板的焊縫無法檢測。它的優(yōu)點(diǎn)是：（1）傳熱面積比浮頭式換熱器大20%30%；（2）旁路漏流較??；（3）鍛件使用較少，成本低20%以上；（4）沒有內(nèi)漏。它的缺點(diǎn)；（1）殼體和管子壁溫差t50時(shí)必須在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)；（2）管板與管頭之間易產(chǎn)生溫差應(yīng)力而損壞；（3）殼程無法機(jī)械清洗；（4）管子腐蝕后造成連同殼體報(bào)廢，殼體部件壽命決定于管子壽命，相對較低；（5）殼程不適用于易結(jié)垢場合。通過此次設(shè)計(jì)，了解了很多關(guān)于換熱器的知識，如換熱器的選型，換熱器結(jié)構(gòu)和尺寸的確定，以及計(jì)算換熱器的傳熱面積和流體阻力等等。最最重要的是我深刻認(rèn)知做設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)要非常小心，因?yàn)橐徊涣羯窬蜁鲥e，如果前面錯了沒