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1、蘇州科技學院化學生物與材料工程學院《化工原理課程設計》報告列管式換熱器設計年級專業(yè)設計者姓名學號指導老師完成日期目錄第一章文獻綜述第一節(jié)概述一、換熱器的概念二、換熱器的分類三、列管式換熱器的標準簡介四、列管式換熱器選型的工藝計算步驟五、換熱器設備應滿足的基本要求第二節(jié)列管式換熱器結構及基本參數(shù)一、管束及殼程分程二、傳熱管三、管的排列及管心距四、折流板和支撐板五、旁路擋板和防沖擋板六、其他主要附件七、列管式換熱器結構基本參數(shù)第三節(jié)設計計算的參數(shù)選擇一、冷卻劑和加熱劑的選擇二、冷熱流體通道的選擇三、流速的選擇四、流向的選
2、擇第二章列管式換熱器的設計計算第一節(jié)換熱面積的估算一、計算熱負荷二、估算傳熱面積第二節(jié)換熱器及主要附件的試選一、試選管型號二、換熱器結構一些基本參數(shù)的選擇第三節(jié)換熱器校核一、核算總傳熱系數(shù)二、核算壓強降第四節(jié)設計結果一覽表第三章設計總結、感想及有關問題分析討論參考文獻第一章文獻綜述第一節(jié)概述一、換熱器的概念換熱器（英語翻譯：heatexchanger），是將熱流體的部分熱量給冷流體，使流體溫度達到工藝流程規(guī)定的指標的熱量交換設備，又稱熱交換器。二、換熱器的分類根據(jù)列管式換熱器的結構特點，主要分為以下四種。以下根據(jù)本次
3、的設計要求，介紹幾種常見的列管式換熱器。（1）固定管板式換熱器這類換熱器如圖1-1所示。固定管辦事?lián)Q熱器的兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結余構簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結構式殼測清洗困難，所以殼程宜用于不易結垢和清潔的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，用使用管子于管板的接口脫開，從而發(fā)生介質的泄漏（2）U型管換熱器U型管換熱器結構特點是只有一塊管板，換熱管為U型，管子的兩端固定在同一塊管板上，其管程至少為兩程。管束可以自由伸縮，當殼體與U型環(huán)熱管由溫差時，
4、不會產(chǎn)生溫差應力。U型管式換熱器(見圖1-2)的優(yōu)點是結構簡單，只有一塊管板，密封面少，運行可靠；管束可以抽出，管間清洗方便。其缺點是管內(nèi)清洗困難；喲由于管子需要一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內(nèi)程管間距大，殼程易短路；內(nèi)程管子壞了不能更換，因而報廢率較高。此外，其造價比管定管板式高10%左右。（3）.浮頭式換熱器浮頭式換熱器的結構如下圖1-3所示。其結構特點是兩端管板之一不與外科固定連接，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)點是黨環(huán)熱管與殼體間有溫差存在，殼體或環(huán)熱管膨脹時，互不約束，
5、不會產(chǎn)生溫差應力；管束可以從殼體內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。其缺點是結構較復雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封不嚴，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質的混合。（4）.填料函式換熱器其特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結構較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進行清洗，維修方便。其缺點是填料函乃嚴不高，殼程介質可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質
6、不適用三、列管式換熱器的標準簡介列管式換熱器的設計、制造、檢驗與驗收必須遵循中華人民共和國國家標準“鋼制管殼式（即列管式）換熱器”(GB151)執(zhí)行。按該標準，換熱器的公稱直徑做如下規(guī)定：卷制圓筒，以圓筒內(nèi)徑作為換熱器公稱直徑，mm;鋼管制圓筒，以鋼管外徑作為換熱器的公稱直徑，mm。換熱器的傳熱面積：計算傳熱面積，是以傳熱管外徑為基準，扣除伸入管板內(nèi)的換熱管長度后，計算所得到的管束外表面積的總和（m2)。公稱傳熱面積，指經(jīng)圓整后的計算傳熱面積。換熱器的公稱長度：以傳熱管長度（m)作為換熱器的公稱長度。傳熱管為直管時，
7、取直管長度；傳熱管為U型管時，取U管的直管段長度。該標準還將列管式換熱器的主要組合部件分為前端管箱、殼體和后端結構(包括管束）三部分，詳細分類及代號見文獻[3，5]。該標準將換熱器分為I、Ⅱ兩級，I級換熱器采用較高級冷拔傳熱管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動的場合。Ⅱ級換熱器采用普通級冷拔傳熱管，適用于再沸、冷凝和無振動的一般場合。列管式換熱器型號的表示方法如下：------------------------①②③④⑤⑥1.1〉第一個字母代表前端管箱形式2〉第二個字母代表殼體形式3〉第三個字母代表后端結構形式2．公稱
8、直徑（mm）對于釜式重沸器用分數(shù)表示，分子為管箱內(nèi)直徑，分母為圓筒內(nèi)直徑3．管/殼程設計壓力（Mpa）。壓力相等時只寫Pt4．公稱換熱面積（㎡）5．當采用Al,Cu,Ti換熱管時，應在LN/d后面加材料瓊等號，如LN/DCuLN------公稱長度，md------換熱管外經(jīng)mm6．管/殼程數(shù)。單殼程時只寫Nt7．I----I級（換熱器）管束采
