可拆式板式换热器强度计算书

换热器强度计算书
换热器强度计算书是一份重要的技术文件，用于评估换热器在设计条件下的结构强度和安全性。

以下是一个简要的换热器强度计算书的示例，供参考：
1. 换热器概述
对换热器的类型、设计条件、主要结构和材料进行描述。

2. 设计规范和标准
列出计算所依据的相关设计规范和标准。

3. 载荷分析
分析换热器在正常操作、停车、检修等不同工况下所承受的载荷，包括压力、温度、重量等。

4. 强度计算
根据载荷分析的结果，采用适当的计算方法（如压力容器设计规范中的计算公式）对换热器的各个部件进行强度计算，包括壳体、封头、接管、法兰等。

5. 结果评估
对强度计算的结果进行评估，判断是否满足设计规范和标准的要求。

如有不满足的情况，提出相应的改进措施。

6. 结论
总结强度计算的结果，明确换热器在设计条件下的结构强度是否满足要求。

7. 附录
包括计算所使用的主要公式、计算过程中的中间结果、材料性能数据等。

需要注意的是，这只是一个示例，实际的换热器强度计算书应根据具体的设计条件和要求进行编制，并由专业的工程师进行审核和签署。

板式换热器选型计算的方法及公式(1)求热负荷QQ=G．ρ．ＣP．Δt(2)求冷热流体进出口温度t2=t1+ Q /G ．ρ ．ＣP(3)冷热流体流量Ｇ= Q / ρ ．ＣP ．(t2-t1(4)求平均温度差ΔtmΔtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T１-t2)+(T2-t1)/2(5)选择板型若所有的板型选择完，则进行结果分析。

(6)由Ｋ值范围，计算板片数范围Ｎmin，ＮmaxＮmin = Q/ Kmax ．Δtm ．F P ．βＮmax = Q/ Kmin ．Δtm ．F P ．β(7)取板片数N（Ｎmin≤Ｎ≤Ｎmax ）若N已达Ｎmax，做（5）。

(8)取N的流程组合形式，若组合形式取完则做（7）。

(9)求Re，NuRe = W ．de / νNu =a1．Re a2．Pr a3(10)求a，K传热面积Ｆa = Nu ．λ / deK= 1 / 1/a h+1/a c+γc+γc+δ/λ0F= Q /K ．Δtm ．β(11)由传热面积Ｆ求所需板片数ＮＮＮＮ= F/ Fp+ 2(12)若N＜NN，做（８）。

(13)求压降ΔpEu = a4．Re a5Δp = Eu ．ρ．W2 ．ф(14) 若Δp＞Δ允，做（８）；若Δp≤Δ允，记录结果，做（８）。

注: 1．（1）、（2）、（3）根据已知条件的情况进行计算。

2．当T1-t2=T2-t1时采用Δtm = (T１-t2)+(T2-t1)/2 3．修正系数β一般0.7～0.9。

板式换热器的优化选型1 平均温差△tm从公式Q＝K△tmA，△tm＝1／A∫A（t1－t2）dA中可知，平均温差△tm是传热的驱动力，对于各种流动形式，如能求出平均温差，即板面两侧流体间温差对面积的平均值，就能计算出换热器的传热量。

平均温差是一个较为直观的概念，也是评价板式换热器性能的一项重要指标。

1.1 对数平均温差的计算当换热器传热量为dQ，温度上升为dt时，则C＝dQ／dt，将C定义为热容量，它表示单位时间通过单位面积交换的热量，即dQ＝K（th－tc）dA＝K△tdA，两种流体产生的温度变化分别为dth＝－dQ／Ch，dtc＝－dQ／Cc，d△t＝d（th －tc）＝dQ（1／Cc－1／Ch）,则dA＝[1／k（1／Cc－1／Ch）]·（d△t／△t），当从A＝0积分至A＝A0时，A0＝[1／k（1／Cc－1／Ch）]·㏑[（tho－tci）／（thi－tco）]，由于两种流体间交换的热量相等，即Q＝Ch（thi－tho）＝Cc （tco－tci），经简化后可知，Q＝KA0｛[（tho－tci）－（thi－tco）]／㏑[（tho －tci）／（thi－tco）]｝，若△t1＝thi－tco，△t2＝tho－tci，则Q＝KA0[（△t1－△t2）／㏑（△t1／△t2）]＝KA0△tm，式中的△tm＝（△t1－△t2）／㏑（△t1／△t2）。

终版曲树明2013-5-22巨元瀚洋板式换热器工艺计算书01 用户名称陵县供热公司编号JYR1304018G302 项目名称御府花都一期设备号03 设计人曲树明审核人享成04 设备型号TH15BW-1.6/150-91 日期2013-4-2305 设备参数06 单位回路A 回路B07 流体名称水水08 总流量m3/h 104.5 359.109 -液体m3/h 104.5 359.110 -汽体m3/h 0.0 0.011 -不凝气m3/h 0.0 0.012 单台流量m3/h 52.3 179.613 液相密度/汽相密度kg/m3966.9 / - 990.2 / -14 比热容kJ/(kg.K) 4.2 4.176515 导热系数W/(m.K) 0.677 0.6416 平均粘度cP 0.32 0.60717 潜热kJ/kg - -18 进口温度/出口温度°C 105.0 / 70.0 40.0 / 50.019 板间流速m/s 0.18 0.6220 计算压降/允许压降kPa 1.69 / 50.0 19.39 / 50.021 总热负荷kW 4125.22 富裕量% 108.123 换热面积（单台）m240.124 并联台数 225 总传热系数W /(m2.K) 2598.26 平均温差°C 41.227 结构参数28 工作压力MPa / /29 设计压力/试验压力MPa 1.6 /2.08 1.6 /2.0830 设计温度°C 150.0 150.031 流程数 1 132 板片数91 (X91)33 板片厚度mm 0.634 净重/工作重量kg 1065 / 123735 长/宽/高mm /36 板片材料316L37 垫片材料EPDM38 框架材料Q235-A39 设计标准/ 接口标准NB/T47004-2009 / JB/T81-199440 接口口径DN150 DN15041 接口材料EPDM Lining EPDM Lining .42 备注: 两台换热器并联运行，单台承担50%热负荷。

可拆式板式换热器强度计算书编制：审核：批准：一、夹紧螺柱（依据NB/T47004）1．计算公式中各符号的含义W a-----预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N；W p-----工作状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N；A m-----需要的夹紧螺柱总截面积，㎜2 ；l------垫片中心线展开长度，㎜；B------垫片有效密封宽度，㎜；y------垫片比压力，橡胶y=1.4MPa；a2------被垫片槽中心线包容的板片投影面积，㎜2 ；P------设计压力，MPa；m------垫片系数，橡胶m=1；d------夹紧螺柱小径或无螺纹部分的最小直径，取较小值，㎜；n------夹紧螺柱数量；F0-----作用于a2上的流体静压力，N；F p-----工作状态下，需要的最小垫片压紧力，N；[б]b ---常温下夹紧螺柱材料的许用应力，MPa；[б] t b---设计温度下夹紧螺柱材料的许用应力，MPa；2．计算夹紧螺柱材料选用35CrMoA，调质处理设计温度：180℃[б]b =228MPa [б] t b =206MPa1）计算公式中各项取值l=6900㎜a2=1144790㎜2B=11.5㎜P选1.6MPa 2）夹紧螺柱载荷W a=l·B·y=6900×11.5×1.4=111090 NW p=F o+F p=a2P+2l·B·m·PW p1.6= a2 P1.6+2l·B·m·P1.6=1144790×1.6+2×6900×11.5×1×1.6=2085584 N3）夹紧螺柱面积a)预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积A aA a=W a/[б]b =111090/228=487.24㎜2b)工作状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积A pA p1.6= W p1.6/[б]b =2085584/206=10124.19㎜2c) A m取A a与A p两者的较大值A m=A p4）夹紧螺柱最小直径取n=14根d1.6=（4A p1.6/πn）1/2=(4×10124.19/3.14×14)1/2=30.35㎜取d=42㎜n=14根二、压紧板（该件以GB150和GB151 为依据，按平盖计算）1．计算公式中各符号的含义a-----非圆形平盖的短轴长度，㎜；b-----非圆形平盖的长轴长度，㎜；L-----非圆形平盖的螺栓中心连线周长，㎜；L G-----螺栓中心至垫片压紧力作用中心线的径向距离，㎜；φ-----焊接接头系数，取φ=1；K-----系数；P c-----计算压力，MPa；Z-----非圆形平盖的形状系数，Z=3.4-2.4a/b，且Z≤2.5W-----预紧状态或操作状态时螺栓的设计载荷，N；δp----平盖计算厚度，㎜；δ-----压紧板厚度，㎜；[б]t--设计温度下材料的许用应力，MPa；2．计算压紧板材料选用：Q345-A，[б]t=157 MPa，设计温度：180℃1）公式中各项取值a=564㎜b=2094㎜L G=48㎜L=5700㎜Z=3.4-2.4a/b=2.752）计算a：预紧作用下K1.6=6WL G/P c La2=6×111090×48/1.6×5700×5642=0.011028448δp1.6=a（KP c/φ[б]t）1/2=564 (0.011028448×1.6/1×157)1/2=5.98 MPab：操作状态下K1.6=0.3Z+6WL G/PcLa2=0.3×2.75+6×2085584×48/1.6×5700×5642=1.032δp1.6=a（KP c/φ[б]t）1/2=564 (1.032×1.6/1×157)1/2=57.84㎜故取压紧板厚度δ1.6=60㎜三、上导杆（依据NB/T47004）1．计算公式中各符号的含义f-----上导杆受载所引起的跨度中点的挠度，㎜；f1-----上导杆自重所引起的跨度中点的挠度，㎜；f2-----板片及充介质所引起的上导杆跨度中点的挠度，㎜；f4-----活动压紧板自重所引起的上导杆跨度中点的挠度，㎜；L1-----导杆长度（固定压紧板内侧至支柱内侧的距离），㎜；L-----夹紧尺寸（固定压紧板内侧至活动压紧板内侧间的距离），㎜；F2-----活动压紧板自重，N；E-----设计温度下上导杆材料的弹性模量；J-----上导杆惯性距，㎜4；q1-----上导杆自重均布载荷，N/㎜；q2-----板片及所充介质所引起的均布载荷N/㎜；b2-----固定压紧板内侧至活动压紧板自重作用点的距离，㎜；c2-----活动压紧板自重作用点至支柱内侧间的距离，㎜；2．挠度计算上导杆材料选用Q235-A.F，设计温度：180℃1）公式中各项取值L1=3075㎜c2=1358㎜L=1687㎜b2=1717㎜F2= 8118NJ=35700000㎜4q1=0.36524 N/㎜E=210×103q2=23.42 N/㎜2）计算a．f1=5q1 L14/384EJ=5×0.36524×30754/384×210×103×35700000=0.0567㎜b．L>L1/2 则f2=q2(L4/2-2L3L1+9L2L12/4-LL13/2+L14/16)/24EJ=23.42(16874/2-2×16873×3075+9×16872×30752/4-1687×30753/2+30754/16)/24×210×103×35700000=2.10㎜c．c2＜b2 则f4=F2c2（3L12-4c22）/48EJ=8118×1358(3×30752-4×13582)/48×210×103×35700000=0.65㎜f=f1+f2+f4=0.0567+2.10+0.65=2.81㎜＜5㎜工作状态下，上导杆跨度中点的挠度f不得超过导杆长度L1的2/1000，且不大于5㎜，故满足要求。

板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。

在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。

目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。

以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。

以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的：∙总传热量(单位:kW).∙一次侧、二次侧的进出口温度∙一次侧、二次侧的允许压力降∙最高工作温度∙最大工作压力如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。

温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：（热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。

（1）无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；m h,m c-----热、冷流体的质量流量，kg/s；C ph,C pc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；T1,t1------热、冷流体的进口温度，K；T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。

（2）有相变化传热过程两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：一侧有相变化两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。

对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。

对数平均温差(LMTD)对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。

板式换热器设计计算条件一、设计题目板式换热器-油处理能力9000公斤/小时（二）设计任务及操作条件1、处理能力见下表2、设备型式板式换热器3、操作条件（1）油：入口温度70℃，出口温度40℃（2）冷却介质：冷却塔循环水，入口温度20℃。

（3）油侧与水侧允许压强降：不大于105 Pa（4）油定性温度下的物性参数：ρ（kg/m3）C p (kJ/㎏.℃) μ（Pa.s）λ(W/m.℃)名称油850 1.8 3.2×10-40.12前言1.板式换热器简介本成套设备由板式换热器、平衡槽、离心式卫生泵、热水装置（包括蒸汽管路、热水喷入器）、支架以及仪表箱等组成。

用于牛奶或其它热敏感性液体之杀菌冷却。

欲处理的物料先进入平衡槽，经离心式卫生泵送入换热器、经过预热、杀菌、保温、冷却各段，凡未达到杀菌温度的物料，由仪表控制气动回流阀换向、再回到平衡槽重新处理。

物料杀菌温度由仪表控制箱进行自动控制和连续记录，以便对杀菌过程进行监视和检查。

此设备适用于对牛奶预杀菌、巴式杀菌。

板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。

1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。

板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。

板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。

框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。

板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。

1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器比较）优点1.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。

2.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.3.占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。

板式换热器计算书
一、换热器设备介绍
换热器是利用液体之间的传热原理来实现的一种装置，它将热量从一种流体传递到另一种流体，且不会改变两种流体的温度。

换热器一般分为板式换热器和管式换热器两大类。

本文将介绍常见的板式换热器，它由若干铝合金或不锈钢的板片折叠而成，中间填以传热材料，形成一个相当紧凑的热交换装置。

错相式板式换热器由两个热流路相互交错而形成，板片的数量前后视流量和温度的变化而不同，一般多为10块以上。

板式换热器具有效率高、制造安装工艺简单以及结构紧凑等优点，因此应用较为广泛。

二、板式换热器的参数计算
1．热力参数计算
（1）换热器的蒸发量：
Q=m⋅h
其中：m 为蒸发量（kg/h）
h 为每公斤蒸发的热量（kJ/kg）
（2）换热器的热力传递率：
K=Q/Ae
其中：Q为换热器的蒸发量（kW）
Ae为换热面积（m^2）
2．流体参数计算
（1）流体的流量：
m=ρ⋅V⋅S
其中：ρ 为流体的密度（kg/m^3）
V为流体的流速（m/s）
S为换热器的流量（m^2）
（2）流体的压力损失：
P=ρ⋅V2/2
其中：ρ 为流体的密度（kg/m3）
V为流体的流速（m/s）。

板式换热器设计计算与校核计算题⽬：板式换热器设计及其选⽤⽬录⼀、说明书 (2)⼆、设计⽅案 (3)三、初步选定 (4)（1）已知两流体的⼯艺参数（2）确定两流体的物性数据（3）计算热负荷和两流体的质量流速（4）计算两流体的平均传热温差（5）初选换热器型号四、验证 (6)（1）算两流体的流速u（2）算雷诺数Re（3）计算努塞尔特数Nu（4）求两流体的传热系数α（5）求污垢热阻R（6）求总传热系数K，并核算五、核算 (7)（1）压强降△P核算（2）换热器的换热量核算六、结论 (7)七、设计结果 (8)⼋、附录 (9)表1：板式换热器的污垢热阻图1：多程流程组合的对数平均温差修正系数九、参考⽂献 (9)⼀、说明书现有⼀块建筑⽤地，建筑⾯积为12500 m2，采⽤⾼温⽔在板式换热器中加热暖⽓循环⽔。

⾼温⽔进⼊板式换热器的温度为100℃，出⼝的温度为75℃；循环⽔进⼊板式换热器的温度为65℃，出⼝的温度为90℃。

供暖⾯积热强度为293 kJ／(m2·h)。

要求⾼温⽔和循环⽔经过板式换热器的压强降均不⼤于100 kPa。

请选择⼀台型号合适的板式换热器。

（假设板壁热阻和热损失可以忽略）已知的⼯艺参数：⼆、设计⽅案(1) 根据热量平衡的关系，求出未知的换热量和质量流量，同时算出两流体的平均温度差；(2) 参考有关资料、数据，设定总传热系数K，求出换热⾯积S，根据已知数据初选换热器的型号；(3) 运⽤有关关联式验证所选换热器是否符合设计要求； (4) 参考有关资料、数据，查出流体的污垢热阻； (5) 根据式++++=2211111αλδαR R K O O 求得流体的总传热系数，该值应不⼩于初设的总传热系数，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；(6) 如果⼤于初设值，则再进⼀步核算两流体的压强降和换热量，是否满⾜设计要求，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算； (7) 当所选换热器均满⾜设计要求时，该换热器才是合适的。

根据公式q=k·f·△TM，F=Q/K.ΔtmQ—热流（W）ΔTM对数平均温差（℃）F——传热面积（m*m）板型或波纹型应根据换热场合的实际需要确定。

对于流量大、允许压降小的情况，应选用低阻力的板式，否则应选用阻力大的板式。

根据流体压力和温度，确定可移动式或钎焊式。

为了避免板数过多，板间速度慢，换热系数低，对于较大的换热器，必须更加重视这一问题。

计算方法及公式（1）求热负荷QQ=G.ρ。

CP.Δt（2）计算冷热流体的进出口温度t2=t1+Q/G。

（3）冷热流体流动G=Q/ρ。

CP.（T2-t1）（4）计算平均温差ΔTMΔTM=（T1-T2）-（T2-T1）/in（T1-T2）/（T2-T1）或ΔTM=（T1-T2）+（T2-T1）/2（5）选择线路板类型如果选择了所有电路板类型，将分析结果。

（6）从K值的范围计算板数Nmin和nmax的范围Nmin=Q/Kmax.Δtm。

F P.βNmax=Q/Kmin。

Δtm。

F P.β根据不同厂家的产品性能曲线计算传热系数和压降。

性能曲线（标准相关性）通常来自产品性能测试。

对于缺乏性能试验的板形，也可以根据板形的特征几何尺寸，通过国际上的一些软件，利用参考尺寸法得到各判据之间的相关性。

扩展数据：原则：可拆卸板式换热器是由许多波纹薄板组成，这些波纹薄板以一定的间隔用垫片密封，并由框架和压紧螺钉重叠压缩。

板和垫片的四个角孔构成配液管和集液管。

同时，冷、热流体被合理分离，在每一块板两侧的流道中流动，并通过板进行热交换。

板式换热器的最佳设计计算是在已知温差比NTUE的条件下，合理确定其型号、工艺流程和换热面积，使ntup等于NTUE。

板式换热器广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、纺织、船舶、供热等行业。

可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、灭菌、余热回收等场合。

太阳能利用：参与太阳能集热器上乙二醇等防冻剂的热交换过程，达到利用太阳能的目的。