列管式换热器设计说明书

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出优点是节约管板材料，高压时壳节约90%，且加工方便。所以在中低压换热器中得以推广应用。

折流挡板的结构设计，主要依据工艺过程和要求来确定，设置折流挡板的主要目的是为了增加壳程流体的流速，提高壳程的传热膜系数，从而达到总传热的目的。折流挡板的型式有弓形折流板、圆盘-圆环形折流板、矩形折流板，最常用的是弓形折流板、圆盘-圆环形折流板。为了获得良好效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当，折流板的最小间距一般不小于圆筒内直径的五分之一，且不小于50 mm。

对于常用的圆缺形挡板，弓形切口太大或太小，都会产生流动“死区”，不利于传热，且增加流体阻力。一般切口高度与直径之比为0.15——0.45，常见的有0.20和0.25两种。

3.2.6管子与管板、管板和壳体的连接

在管壳式换热器的结构设计中，管子与管板的连接是否紧密十分重要。如果连接不紧密，在操作时连接处发生泄露，冷热流体互相混合，会造成物料和热量损失；若物料带有腐蚀性、放射性或者两种流体接触会产生易燃易爆物质，后果将更加严重。

在固定管板式换热器的连接方法处还应考虑能承受一定的轴向力，以避免温度变化较大时，产生的热应力使管子从管板脱出。

管子和管板的连接可胀接或焊接。焊接法由于具有很多的优点（加工简单、对管孔的加工要求不高，较强的抗脱能力使之在高温高压下仍能保持连接处的紧密性，同时在压力不太高时还可采用薄型管板），在一些要求较高的场合被广发的应用。

管板与壳体的连接有可拆连接和不可拆连接两种，固定管板常采用不可拆连接。两端管板直接焊在外壳上并兼做法兰，拆下顶盖可检修胀口或清洗管内。

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3.2.7封头和管箱

封头和管箱位于壳体两端，其作用是控制及分配管程流体。

当壳体直径较小时常采用封头。接管和封头可用法兰或螺纹连接，封头与壳体之间用螺纹连接，以便卸下封头，检查和清洗管子。

壳体较大的换热器大多采用管箱结构。管箱具有一个可拆盖板，因此在检修或清洗管子时无须卸下管箱。

4列管式换热器的设计计算

4.1列管式换热器型号的初选

4.1.1估算传热面积

4.1.1.1总传热量的计算

因为乙醇的进出口温度都为80

，此传热为相变传热，总热负荷为：

Q?qm1r?qm2Cp,2(t1?t2)，

qm1—95%乙醇的质量流量，kgs；

qm2—冷凝水的质量流量，kgs；

Cp,2—冷凝水的比热，J/?kg?K?； r—95%的乙醇在80℃下的汽化潜热，Jkg

t1、t2—冷凝水的进出口温度，℃。

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4.1.1.2总传热系数的选取

根据以下的经验数据，先初选一个K值。 列管式换热器中的总传热系数K的经验值

冷流体 水 水 水 水 水 有机溶剂 气体 水 水沸腾 轻油沸腾 水 水 热流体 水 气体 有机溶剂 轻油 重油 有机溶剂 水蒸汽冷凝 低沸点烃类冷凝 水蒸蒸汽冷凝 水蒸汽 轻有机物蒸汽冷凝 重有机物蒸汽冷凝 总传热系数W/m2.℃ 850-1700 17-280 280-850 340-910 60-280 115-340 30-300 455-1140 2000-4250 455-1020 580-1160 115-350 4.1.1.3平均温差?tｍ的计算：

换热过程先看做逆流过程计算，其平均温差可按下式进行计算：

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?tm?

?t1??t2?tln1?t2

4.1.1.4总传热面积的估算

估算总传热面积用以下公式：

S0?Q K?tmK－由经验值选取的总传热系数，W/(m2.K)

4.1.2 换热管数量与直径的确定

我国列管式换热器系列标准中，传热管仅用?25mm?2.5mm、?25mm?2mm、

?19mm?2mm,这几种规格，先假设换热管外径d0?25mm，由下式可计算所需的换热管的数量：

S0?nL?d0 n?管内径的确定按式：

S0 L?d0 Q?qm1r?qm2Cp,2(t1?t2) qm2?qm1rCp,2(t1?t2)

由式qm2?nuA?2算出钢管的横截面积，在根据式A??4di2，计算换热管内径

di，再选择换热管的型号。

4.1.3 换热管实际传热面积的计算：

换热管实际传热面积：S?n?d0(L?0.1)

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