换热器设计论文

高压聚乙烯生产过程）所使用的换热器几乎全部是套管式。

管壳式换热器：管壳式（又称列管式）换热器是最典型的间壁式换热器。它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占主导地位。管壳式换热器重要由壳体、管束、管板和封头等组成，壳体多成圆形，内部装有平行管束，管束俩段固定有管板上。在管壳式换热器内进行换热俩中流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面，为提高管外流体给热系数，通常在壳体再安装一定数量横向者流挡板，不仅可以防止流体短路，增加流体速度，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加，常用的挡板有圆圈形和圆盘形两种，前者应用更为广泛，流体在管内每通过管束一次，称为一个管程，每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体的速度，可在两端封头内设置适当隔板，将全部管子平均分割成若干组。这样，流体每次可通过部分管子而往返管束多次，称为多管程。同样，为提高管外流速，壳体内安装纵向挡板，使流体多次通过壳体空间，称为壳程。在管壳式换热器内，由于管内外流体温度不同，壳体和管束温度也不同，如两者温差很大，换热器内部将出现很大的热应力，可能是管子弯曲，断裂或从管套上脱落。因此，当管束和壳体温差超高50℃时，因采取适当的温度补偿措施，消除或减小热应力。

1.2.2 混合式换热器

混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热效率。故凡允许流体互相混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤和冷却、循环水的冷却、汽水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍

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及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其他许多生产部门中。按照用途的不同，可将混合式热交换器分成以下几种不同类型:

冷却塔（或称冷水塔）:在这种设备中,用自然通风或机械通风的方法,将生产中已经提高了温度的水进行冷却降温之后循环使用,以提高系统的经济效益（例如热力发电厂或核电站的循环水,合成氨生产中的冷却水等）,经过水冷却塔降温之后再循环使用。这种方法在实际工程中得到了广泛的使用。

气体洗涤塔（或称洗涤塔）:在工业上用这种设备来洗涤气体有各种目的（例如用液体吸收气体混合物中的某些组分、净气体中的灰尘、气体的增湿或干燥等），但其最广泛的用途是冷却气体，而冷却所用的液体以水居多。空调工程中广泛使用的喷淋室，可以认为是它的一种特殊形式。喷淋室不但可以像气体洗涤塔一样对空气进行冷却，而且还可对其进行加热处理。但是，它也有对水质要求高、占地面积大、水泵耗能多等缺点。所以，目前在一般建筑中，喷淋室已不常使用或仅作为加湿设备使用。但是，在以调节湿度为主要目的的纺织厂、卷烟厂等仍大量使用。

喷射式热交换器：在这种设备中，使压力较高的流体由喷管喷出，形成很高的速度，低压流体被引入混合室与射流直接接触进行传热，并一同进入扩散管，在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。

混合式冷凝器：这种设备一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝。

1.2.3 蓄热式换热器

蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备，内装固体填充物，用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。换热分两个阶段进行。第一阶

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段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。第二阶段，冷气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热，这两个阶段交替进行，通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时,冷气体进入另一器。常用于冶金工业（如炼钢平炉的蓄热室），也用于化学工业（如煤气炉中的空气预热器或燃烧室），人造石油厂中的蓄热式裂化炉。 蓄热式换热器一般用于对介质混合要求比较低的场合。

1.3 换热器各零部件作用以及选材

2 计算部分

基础数据：

管程 壳程 设计压力 1.8Mpa 0.9Mpa

oC 设计温度 260oC 380 介 质 循环水 丙烷

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程 数 2 1 圆筒内径 Di?1200mm 保温层材料 岩棉，120mm 换热面积 170㎡

使用寿命 10年

2.1 筒体、封头和管箱壁厚计算及压力试验校核 2.1.1 筒体厚度计算

根据操作介质、设计压力、设计温度选取筒体材料为16MnR。设计压力

Pc?0.9Mpa、设计温度T?380oC、内径Di?1200mm、钢板负偏差C1?0mm、腐

t蚀裕量C2?2.0mm、设计温度下的许用应力????128.6Mpa 、焊接系数??0.85 计算厚度：

??PcDi2?????Pct

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