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1、換熱器課程設(shè)計說明書學(xué)院：班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：目錄1.換熱器課程設(shè)計任務(wù)書11.1、設(shè)計題目：11.2、操作條件：11.3、設(shè)備型式：11.4、設(shè)計要求：12.熱交換器設(shè)計方案的確定12.1管殼式換熱器的簡介12.1.1工作原理22.1.2分類22.1.3主要技術(shù)特性：32.2試算并初選換熱器規(guī)格32.2.1流體流動途徑的確定32.2.2設(shè)備材料的選擇33.換熱器熱力計算33.1確定物性數(shù)據(jù)43.2計算總傳熱系數(shù)43.2.1熱流量43.2.2平均傳熱溫差53.2.3冷卻水用量53.2.4總傳熱系數(shù)53.3傳熱面積的計算64.工藝結(jié)構(gòu)
2、尺寸64.1管數(shù)和傳熱管數(shù)64.2平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)74.3傳熱管排列和分程方法74.4殼體內(nèi)徑74.5折流板數(shù)84.6接管85.換熱器校核設(shè)計85.1熱量核算85.1.1殼程對流傳熱系數(shù)85.1.2管程對流傳熱系數(shù)95.1.3傳熱系數(shù)K105.1.4傳熱面積S105.2換熱器內(nèi)流體的流動阻力105.2.1管程流動阻力105.2.2殼程阻力116.設(shè)計結(jié)果匯總表127.換熱器示意圖、管子草圖、折流板13.參考資料14設(shè)計總結(jié)15前言在工程中，將某種流體的熱量以一定的傳熱方式傳遞給他種流體的設(shè)備，成為熱交換器。熱交換器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
3、極為普遍，制冷工業(yè)中蒸汽壓縮式制冷機(jī)或吸收式制冷機(jī)中的蒸發(fā)器、冷凝器；制糖工業(yè)和造紙工業(yè)的糖液蒸發(fā)器和紙漿蒸發(fā)器，都是熱交換器的應(yīng)用實(shí)例。在化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中，應(yīng)用熱交換器的場合更是不勝枚舉。根據(jù)熱交換器在生產(chǎn)中的地位和作用，它應(yīng)滿足多種多樣的要求。一般來說，對其基本要求有：（1）滿足工藝過程所提出的要求。熱交換強(qiáng)度高，熱損失少。在有利的平均溫度下工作。（2）要有與溫度和壓力條件相適應(yīng)的不易遭到破壞的工藝結(jié)構(gòu)，制造簡單，裝修方便，經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行可靠。（3）設(shè)備緊湊。這對大型企業(yè)，航空航天、新能源開發(fā)和余熱回收裝置更有重要意義
4、。（4）保證低的流動阻力，以減少熱交換器的消耗。管殼式換熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。它包括:固定管板式換熱器、U?型管殼式換熱器、帶膨脹節(jié)式換熱器、浮頭式換熱器、分段式換熱器、套管式換熱器等。管殼式換熱器由管箱、殼體、管束等主要元件構(gòu)成。管束是管殼式換熱器的核心，其中換熱管作為導(dǎo)熱元件，決定換熱器的熱力性能。另一個對換熱器熱力性能有較大影響的基本元件是折流板（或折流桿）。管箱和殼體主要決定管殼式換熱器的承壓能力及操作運(yùn)行的安全可靠性。1.換熱器課程設(shè)計任務(wù)書1.1、設(shè)計題目：設(shè)計一臺換熱器1.2、操作條件：1、熱水：入口溫度81℃，
5、出口溫度64℃。運(yùn)行壓強(qiáng)：8.5bar2、冷卻介質(zhì)：水，入口溫度23℃。出口溫度：40℃運(yùn)行壓強(qiáng)：2.2bar4、運(yùn)行流量:38t/h1.3、設(shè)備型式：管殼式換熱器1.4、設(shè)計要求：1、選定管殼式換熱器的種類和工藝流程。2、管殼式換熱器的工藝計算和主要的工藝尺寸的設(shè)計。3、設(shè)計校核計算4、設(shè)計結(jié)果概要。5、參考文獻(xiàn)。2.熱交換器設(shè)計方案的確定2.1管殼式換熱器的簡介管殼式換熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。它包括:固定管板式換熱器、U?14型管殼式換熱器、帶膨脹節(jié)式換熱器、浮頭式換熱器、分段式換熱器、套管式換熱器等。管殼式換熱器由管箱、殼
6、體、管束等主要元件構(gòu)成。管束是管殼式換熱器的核心，其中換熱管作為導(dǎo)熱元件，決定換熱器的熱力性能。另一個對換熱器熱力性能有較大影響的基本元件是折流板（或折流桿）。管箱和殼體主要決定管殼式換熱器的承壓能力及操作運(yùn)行的安全可靠性。2.1.1工作原理管殼式換熱器和螺旋板式換熱器、板式換熱器一樣屬于間壁式換熱器，其換熱管內(nèi)構(gòu)成的流體通道稱為管程，換熱管外構(gòu)成的流體通道稱為殼程。管程和殼程分別通過兩不同溫度的流體時，溫度較高的流體通過換熱管壁將熱量傳遞給溫度較低的流體，溫度較高的流體被冷卻，溫度較低的流體被加熱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩流體換熱工藝目的。2.1.2分
7、類1.固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結(jié)構(gòu)簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結(jié)構(gòu)的殼側(cè)清洗困難，所以殼程宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。當(dāng)管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，會使管子于管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。適用于溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場合。2.浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端管板只有一端與殼體完全固定，另一端則可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，該端稱為浮頭。浮頭式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)換熱管與殼體間有溫差存在，殼體或換熱管膨脹時，互不約束，不會產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可以從殼體
8、內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封不嚴(yán)，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。適用于管壁間溫差較大或易于腐蝕和易于結(jié)垢的場合。3.
