列管式换热器设计

列管式换热器的设计与计算设计步骤如下：第一步：确定换热器的需求首先需要明确换热器的设计参数，包括流体的性质、流量、进出口温度、压力等。

这些参数将在后续的计算中使用。

第二步：选择合适的换热器型号根据设计参数和换热需求，选择合适的列管式换热器型号。

常见的型号包括固定管板式、弹性管板式、钢套铜管式等。

第三步：计算表面积根据流体的热传导计算表面积。

换热器的表面积是根据热传导定律计算得到的，公式为：Q=U×A×ΔT，其中Q为换热量，U为传热系数，A为表面积，ΔT为温差。

根据这个公式，可以计算出所需的表面积。

第四步：确定管子数量和尺寸根据所需的表面积和型号，确定换热器中管子的数量和尺寸。

根据流体的流速和换热需求，计算出每根管子的长度和直径。

第五步：确定管板和管夹的尺寸根据管子的尺寸，确定管板和管夹的尺寸。

管板和管夹是固定管子的重要部分，负责把管子固定在换热器中，保证流体的正常流动。

第六步：确定换热器的材质和厚度根据流体的性质和工作条件，确定换热器的材质和厚度。

常见的材质有不锈钢、碳钢、铜等。

通过计算流体的温度、压力和腐蚀性等参数，选择合适的材质和厚度。

第七步：校核换热器的强度对换热器的强度进行校核。

根据国家相关标准和规范，对换热器的强度进行计算和验证，确保其能够承受工作条件下的压力和温度。

第八步：制定施工方案和图纸根据设计结果，制定换热器的施工方案和详细图纸。

包括换热器的总体布置，管子的连接方式，焊接和安装步骤等。

上述是列管式换热器的设计步骤，下面将介绍列管式换热器的计算方法。

首先，需要计算流体的传热系数。

传热系数的计算包括对流传热系数和管内传热系数两部分。

对于对流传热系数，可以使用已有的经验公式或经验图表进行估算。

对于管内传热系数，可以使用流体的性质和流速等参数进行计算。

其次，根据传热系数和管子的尺寸，计算管子的传热面积。

管子的传热面积可以根据管子的长度和直径进行计算。

然后，根据热传导定律，计算换热器的传热量。

化工原理课程设计列管式换热器设计要求：设计一个列管式换热器，实现两种不同温度的流体之间的热量传递。

设计要求如下：1. 列管式换热器采用直管式结构，热传导介质为水和油；2. 设计流量分别为水流量 Q1 = 500 L/h，油流量 Q2 = 300 L/h；3. 设计温度分别为水的进口温度 T1i = 80℃，油的进口温度T2i = 120℃；4. 确定水的出口温度 T1o 和油的出口温度 T2o；5. 选择合适的换热器材料，确保换热效果良好；6. 根据设计参数计算所需的换热面积 A 和换热效率η。

设计方案：1. 确定管径和管长：首先根据水和油的流量和温度差，计算所需的换热面积。

然后确定换热器的尺寸，其中包括管径和管长。

2. 选择换热器材料：根据换热介质的性质和工作条件，选择合适的换热器材料，例如不锈钢。

3. 计算出口温度：根据热平衡原理，计算水和油的出口温度。

假设换热器满足热平衡条件，即水的热量损失等于油的热量增加。

4. 计算换热面积：根据换热器的尺寸和热传导方程，计算所需的换热面积。

5. 计算换热效率：根据热平衡原理和换热器的热传导性能，计算换热效率。

实施步骤：1. 根据设计流量和温度差，计算所需的换热面积。

假设水和油的传热系数均为常数，可以使用换热传导方程进行计算。

2. 根据所需的换热面积和理论计算值，选择合适的换热器尺寸。

3. 根据所选换热器材料，计算换热器的尺寸和管径。

假设管壁温度近似等于流体温度。

4. 根据热平衡原理，计算出口温度。

假设热平衡条件满足，即水的热量损失等于油的热量增加。

5. 根据所选材料和尺寸，计算换热效率。

假设换热器的热传导系数为常数，使用换热效率计算公式进行计算。

总结：本课程设计主要针对列管式换热器的设计，通过选择合适的换热器材料和计算换热器的尺寸，实现了水和油之间的热量传递。

根据设计要求，通过计算出口温度和换热效率，验证了设计方案的合理性。

设计过程需要考虑多方面的因素，如流体性质、流量和温度差等。

列管式换热器设计列管式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药等行业中。

本文将从列管式换热器的设计原理、设计步骤和设计考虑因素三个方面进行详细介绍。

一、设计原理列管式换热器是通过管内的换热流体和管外的换热流体之间的换热传递来实现热量的传递。

它的基本原理是利用换热流体在管内和管外的对流，通过管壁的传导传热作用，使热量从高温流体传递给低温流体。

二、设计步骤1.确定换热器的使用条件：包括换热流体的性质、入口温度、出口温度等。

2.确定换热器的换热面积：根据换热流体的热负荷和传热系数来计算所需的换热面积。

3.选择管子的尺寸和材料：根据换热流体的性质和流量来选择合适的管子尺寸和材料。

4.确定管子的数量和布置方式：根据换热面积和换热流体的流量来确定管子的数量和布置方式，一般采用多行多列的方式。

5.设计管束的尺寸：根据换热面积和管子的数量来确定管束的尺寸，包括管束的直径、长度和布置方式等。

6.计算换热器的传热系数：根据换热面积、流体的性质和传热方式来计算换热器的传热系数。

7.计算换热器的压降：根据流体的流量、管束的阻力和流体的性质来计算换热器的压降。

8.进行换热器的热力学计算：包括换热器的热力学效率、有效传热面积和温差效益等。

三、设计考虑因素1.热负荷：根据换热流体的热负荷来确定换热器的换热面积和管子的数量。

2.材料选择：根据换热流体的性质和工艺要求来选择合适的材料，包括管子的材料和管壳的材料。

3.温度差：根据换热流体的温度差来确定管束的数量和换热器的传热系数。

4.流体压降：根据流体的流量和管束的阻力来计算换热器的压降，并确定合适的管束布置方式和管束的尺寸。

5.清洗和维护：考虑到换热器的清洗和维护，要选择易于清洗和维护的结构设计。

综上所述，列管式换热器的设计是一个复杂的工程，需要考虑多个因素。

设计者需要根据具体的使用条件和要求来确定换热器的换热面积、管子的尺寸和材料、管束的数量和布置方式等。

同时，还需要计算换热器的传热系数、压降和热力学参数等。

化工原理课程设计---列管式换热器的设计列管式换热器是一种常用的换热器类型，其结构简单、传热效率高、维修方便等优点使其在工业生产中得到广泛应用。

该换热器由多个平行排列的管子组成，热流体和冷流体分别流过管内外，通过管壁传递热量，实现热量交换。

根据不同的流体流动方式，列管式换热器又可分为纵向流式和横向流式两种形式。

其中，横向流式换热器传热效率更高，但结构较为复杂，维修难度较大，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。

浮头式换热器的特点是管板和壳体之间没有固定连接，只有一个浮头，管束和浮头相连。

浮头可以在壳体内自由移动，以适应管子和壳体的热膨胀。

这种结构适用于温差较大或壳程压力较高的情况。

但是，由于管束和浮头的连接是松散的，因此需要注意防止泄漏。

U型管式换热器：U型管式换热器的管子呈U形，两端分别焊接在管板上，形成一个U型管束。

壳体内的流体从一端进入，从另一端流出，管内的流体也是如此。

这种结构适用于流体腐蚀性较强的情况，因为管子可以很容易地更换。

多管程换热器：多管程换热器是将管束分成多个组，每组管子单独连接到管板上，形成多个管程。

这种结构可以提高传热效率，但也会增加流体阻力。

因此，需要根据具体情况来选择多管程的数量。

总之，列管式换热器是一种广泛应用于化工及酒精生产的换热器。

不同的结构适用于不同的工艺条件，需要根据具体情况来选择合适的换热器。

在使用过程中，需要注意保养和维护，及时清洗和更换损坏的部件，以保证换热器的正常运行。

换热器的一块管板与外壳用法兰连接，另一块管板不与外壳连接，这种结构称为浮头式换热器。

浮头式换热器的优点是管束可以拉出以便清洗，管束的膨胀不受壳体约束，因此在两种介质温差大的情况下，不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。

但其缺点是结构复杂，造价高。

填料式换热器的管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也较低。

但壳程内介质有外漏的可能，因此不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

列管式换热器的设计列管式换热器的应用已有很悠久的历史。

现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。

同时板式换热器也已成为高效、紧凑的换热设备，大量地应用于工业中。

为此本章对这两类换热器的工艺设计进行介绍。

列管式换热器的设计资料较完善，已有系列化标准。

目前我国列管式换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式(即列管式)换热器”(GB151)标准执行。

列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及强度设计。

其中以热力设计最为重要。

不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计，而且对于已生产出来的，甚至已投人使用的换热器在检验它是否满足使用要求对，均需进行这方面的工作。

热力设计指的是根据使用单位提出的基本要求，合理地选择运行参数，并根据传热学的知识进行传热计算。

流动设计主要是计算压降，其目的就是为换热器的辅助设备——例如泵的选择做准备。

当然，热力设计和流动设计两者是密切关联的，特别是进行热力计算时常需从流动设计中获取某些参数。

结构设计指的是根据传热面积的大小计算其主要零部件的尺寸，例如管子的直径、长度、根数、壳体的直径、折流板的长度和数目、隔板的数目及布置以及连接管的尺寸，等等。

在某些情况下还需对换热器的主要零部件——特别是受压部件做应力计算，并校核其强度。

对于在高温高压下工作的换热器，更不能忽视这方面的工作。

这是保证安全生产的前提。

在做强度计算时，应尽量采用国产的标准材料和部件，根据我国压力容器安全技术规定进行计算或校核(该部分内容属设备计算，此处从略)。

列管式换热器的工艺设计主要包括以下内容：①根据换热任务和有关要求确定设计方案；②初步确定换热器的结构和尺寸；③核算换热器的传热面积和流体阻力；④确定换热器的工艺结构。

1.1设计方案的确定1.1.1换热器类型的选择（1）固定管板式换热器这类换热器如图2-1(a)所示。

列管式换热器的设计（化⼯原理课程设计）⽬录§⼀.任务书 (2)1.1.化⼯原理课程设计的重要性1.2.课程设计的基本内容和程序1.3.列管式换热器设计内容1.4.设计任务和操作条件1.5.主要设备结构图1.6.设计进度1.7.设计成绩评分体系§⼆.概述及设计要求 (4)2.1.换热器概述2.2.固定管板式换热器2.3.设计要求§三.设计条件及主要物理参数 (5)3.1.初选换热器的类型3.2.确定物性参数3.3.计算热流量及平均温差3.4.管程安排(流动空间的选择)及流速确定3.5.计算总传热系数3.6.计算传热⾯积§四. ⼯艺设计计算 (9)4.1.管径和管内流速4.2.管程数和传热管数4.3.平均传热温差校正及壳程数4.4.换热管选型汇总4.5.换热管4.6.壳体内径4.7.折流板4.8.接管4.9.壁厚的确定、封头4.10.管板§五.换热器核算 (14)5.1.热量核算5.2.壁温核算5.3.流动阻⼒核算§六. 设计结果汇总 (18)§七. 设计评述 (19)§⼋. ⼯艺流程图 (19)§.九.符号说明 (21)§.⼗.参考资料 (22)§⼀.化⼯原理课程设计任务书1.1.化⼯原理课程设计的重要性化⼯原理课程设计是学⽣学完基础课程以及化⼯原理课程以后，进⼀步学习⼯程设计的基础知识，培养学⽣⼯程设计能⼒的重要教学环节，也是学⽣综合运⽤化⼯原理和相关选修课程的知识，联系⽣产实际，完成以单元操作为主的⼀次⼯程设计的实践。

通过这⼀环节，使学⽣掌握单元操作设计的基本程序和⽅法，熟悉查阅技术资料、国家技术标准，正确选⽤公式和数据，运⽤简洁⽂字和⼯程语⾔正确表述设计思想和结果；并在此过程中使学⽣养成尊重实际问题向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树⽴正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的⼯作作风，提⾼学⽣综合运⽤所学的知识，独⽴解决实际问题的能⼒。

化工原理课程设计列管式换热器化工原理课程设计是化学工程学科的重要环节，其设计的目的是让学生在理论基础知识的基础上，能够熟练掌握工业化学反应装置和过程的设计方法，并能灵活运用各种装置和工艺条件来实现设备的最优化。

其中列管式换热器是常用于化工生产过程中的一种重要装置，本文将对其进行详细介绍。

一、列管式换热器的结构与原理列管式换热器是通过管壳型构造，由许多纵向的管子构成，管子两侧通过流体工质进行换热。

其主要结构包括壳体、管板、管束、进出口法兰等部分。

换热原理是将热量从高温的流体传给低温的流体，实现两种流体之间的热量交换。

二、列管式换热器的特点和应用列管式换热器具有结构简单、换热效率高、应用范围广、容易清洗维修等特点。

其在化工生产中广泛应用于热回收、冷却、加热等方面，如在石油、化工、冶金、食品、制药、造纸等行业的反应过程中都有重要的应用。

三、列管式换热器的设计方法在设计列管式换热器时，主要需考虑的参数有流体介质、流量、温度、压力等等，其中最核心的是确定热量传递系数与压降。

常用的设计方法有总热传系数法、等效径法、NTU法等。

其中总热传系数法是最常用的方法，其计算的公式为：1/U = 1/hi + Δx/k + Δy/ho其中U为总热传系数，hi、ho分别为热传分界面内的内、外热传系数，k为扩散系数（介质传热系数），Δx、Δy为介质的平均厚度与壁层厚度。

在设计时应根据具体情况选用合适的计算方法。

四、列管式换热器的操作和维护在使用列管式换热器时，应注意清洗维护工作。

由于该装置的结构特殊，应定期进行化学清洗，以避免沉积物和腐蚀物堵塞换热器内壁。

同时还应注意防止介质的过于浓缩，以免产生结晶、沉积、腐蚀等情况。

综上所述，列管式换热器是化工生产中不可缺少的一种装置，其结构特殊、应用范围广泛、换热效率高，并且容易维护操作，是值得研究和推广的一种装置。

在化工原理的课程设计中，学生能够通过对列管式换热器的深入理解和设计方案的完善，培养出创新思维和实际操作能力，为将来化工行业的发展奠定坚实的基础。

列管式换热器的设计与计算一、需求分析在进行列管式换热器设计与计算之前，首先要明确用户需求。

包括换热介质的种类、流量、进出口温度、压力等参数。

通过对用户需求的分析，可以确定换热器的基本工况。

二、换热面积计算换热面积是列管式换热器设计的重要参数之一、常用的换热面积计算方法有经验公式法、传热负荷法和数值计算法。

其中最常用的方法是经验公式法。

经验公式法是通过已有的实验数据和经验公式来计算换热面积。

常用的经验公式有Dittus-Boelter公式、Sieder-Tate公式和Petukhov公式等。

选择适当的公式并对其进行解析，可以计算出换热器的换热面积。

三、流体参数计算在进行列管式换热器设计与计算之前，需要准确地确定流体的物性参数。

包括流体的热传导系数、粘度、比热容等。

这些参数的计算可以通过查表或者使用流体模拟软件来实现。

四、管道布置管道布置是列管式换热器设计的重要环节。

合理的管道布置可以提高换热效率，减小流体的压降。

通常情况下，采用等分流或者逆流布置方式。

在进行管道布置时，需要考虑管道的长度、中心距、管程数等因素。

五、管壳选型根据用户需求和换热介质的特点，选择合适的管壳材质和型号。

常见的管壳材质有碳钢、不锈钢、铜合金等。

在选择管壳型号时，要考虑流体进出口大小、壳体结构和安装方式等因素。

六、压降计算在进行列管式换热器设计与计算时，需要考虑流体在管内和管外的压降。

通过压降计算可以确定管道的尺寸、长度和流速等参数。

压降计算一般有几种方法，包括经验公式法、流体力学模拟法和试验法等。

七、材料选用在列管式换热器的设计与计算中，材料的选用非常重要。

常见的材料有碳钢、不锈钢、铜合金等。

选择合适的材料，可以确保换热器的使用寿命和性能。

八、换热器结构设计换热器的结构设计包括换热管的排列方式、管道的长度和直径等。

这些参数的选择与具体的应用场景和换热介质有关。

换热器的结构设计要满足换热效率高、压降小和结构紧凑等要求。

总结：列管式换热器的设计与计算涉及多个方面，包括换热面积计算、流体参数计算、管道布置、管壳选型、压降计算、材料选用和换热器结构设计等。

列管式换热器设计列管式换热器设计⼀、概述1.概述与设计⽅案简介1.1换热器在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。

在换热器中⾄少要有两种温度不同的流体，⼀种流体温度较⾼，放出热量；另⼀种流体则温度较低，吸收热量。

在⼯程实践中有时也会存在两种以上流体参加换热的换热器，但它的基本原理与上述情形并⽆本质上的差别。

换热器是化学⼯业、⽯油⼯业及其它⼀些⾏业中⼴泛使⽤的热量交换设备，它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使⽤，⽽且是⼀些化⼯单元操作的重要附属设备，因此在化⼯⽣产中占有重要地位。

由于⽣产中的换热⽬的不同，换热器的类型很多，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。

特别是随着化⼯⼯艺的不断发展，新型换热器不断出现。

在换热器设计中，⾸先应根据⼯艺要求选择适⽤的类型然后计算换热所需传热⾯积，并确定换热器的结构尺⼨。

虽然列管式换热器在传热效率、紧凑性和⾦属耗量等⽅⾯不及某些新型换热器，但它具有结构简单、坚固耐⽤、适应性强、制造材料⼴泛等独特的优点，因⽽在换热设备中仍占有重要的地位。

特别是在⾼温、⾼压和⼤型换热设备中仍占绝对优势。

1.2列管式换热器的选择列管式换热器的应⽤已有很悠久的历史，在化⼯⽣产中主要作为加热（冷却）器，冷凝器、蒸发器和再沸器使⽤。

现在，它被当作⼀种传统的标准换热设备在很多⼯业部门中⼤量使⽤，尤其在⽯油、化⼯、能源设备等部门所使⽤的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。

按材质分为碳钢列管换热器，不锈钢列管换热器和碳钢与不锈钢混合列管换热器三种。

按结构分为单管程、双管程和多管程，传热⾯积1～500m2。

列管式换热器按结构特点，主要分为以下四种：①固定管板式换热器；②浮头式换热器；③U形管式换热器；④填料函式换热器。

列管换热器主要特点：1．耐腐蚀性：聚丙烯具有优良的耐化学品性，对于⽆机化合物，不论酸，碱、盐溶液，除强氧化性物料外，⼏乎直到100℃都对其⽆破坏作⽤，对⼏乎所有溶剂在室温下均不溶解，⼀般烷、径、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使⽤。

列管式换热器-课程设计一、概述列管式换热器是一种将多个平行管道嵌入到圆柱形壳体中、同时将流体分别流过内、外两侧实现热量传递的设备。

本次课程设计将要探讨的是该设备的设计过程。

二、设计过程1. 确定设计参数设计前需要先确定所需的设计参数，如换热器的设计热负荷、流量、压力等，这些参数将决定换热器的尺寸和布局，为后续设计提供基础。

2. 换热器类型选择根据设计参数、使用场景、材料成本等因素选择适合的换热器类型，如单相流、双相流、冷凝器、蒸发器等。

3. 确定材料和尺寸选择适合的材料和尺寸以满足设计参数，同时考虑生产和运输的成本和实际情况。

4. 确定管束参数确定管束长度、管束密度、管道直径和布局等参数，保证管束的压力和流速符合设计要求，并达到最佳热传导效果。

5. 热传导计算进行热传导计算，以确定管束长度和直径，根据流动状态和温度场计算出换热系数、平均温差和热效率等参数。

6. 设计壳体结构设计壳体的结构和尺寸，确定支撑方式和绝热方式，同时考虑安全和易于维护的因素。

7. 流体力学分析进行流体力学分析，确定流体在管道中的流动状态，以保证衬里的材料和厚度设计得足够坚固，以避免漏泄和磨损。

8. 设计精度分析进行精度分析和优化，以确定设备的运行效率和稳定性，并满足设计和生产的要求。

9. 制造和安装根据设计图纸制造和安装换热器，并进行预试运行和调试，最终达到设计要求。

三、总结以上是列管式换热器的设计过程，该过程需要深入掌握流体力学、热传导学、结构力学等知识，同时也需要掌握计算机辅助设计软件的使用，以提高效率和质量。

设计合理的列管式换热器能够提高生产效率，降低能耗，并为工业生产的可持续发展提供支持。

列管式换热器的设计首先，列管式换热器的设计需要考虑所要处理的流体特性。

这包括流体的物性参数（如密度，粘度，热容量等）以及流体的腐蚀性和腐蚀程度。

根据流体的特性，设计人员可以选择合适的材料来制造换热器，以确保其能够承受流体的作用。

其次，设计人员需要考虑换热器的换热面积。

换热面积是决定换热器传热效率的重要因素。

对于需要大量传热的应用，设计人员可以采用多个并联的换热管束来增加换热面积。

此外，通过增加流体的流速，也可以增加换热面积。

第三，设计人员需要考虑流体的流动方式。

列管式换热器有两种基本的流动方式：并流和逆流。

在并流方式下，热量从一个流体传递到另一个流体，两种流体在整个换热过程中保持相同的流动方向。

而在逆流方式下，两种流体在换热器中相向而流。

逆流方式通常具有更高的换热效率，但并流方式在一些情况下也可以获得更好的效果。

另外，设计人员还需要考虑换热器的结构设计。

列管式换热器通常由一个或多个垂直安装的管束和一个水平放置的壳体组成。

设计人员需要确定管束和壳体的尺寸和布局，以确保流体可以在换热器中流动，并且能够实现足够的传热。

此外，列管式换热器的设计还需要考虑管束的支撑和固定，以及防止管道堵塞和泄漏的措施。

设计人员还需要考虑换热器的安全性，包括防止爆炸和压力过高的措施。

最后，设计人员还需要考虑列管式换热器的清洁和维护。

由于换热器内部易积聚污垢，因此需要定期清洗和维护以确保其正常运行。

设计人员可以考虑在换热器内部设置清洗装置，以便进行清洗和维护。

综上所述，列管式换热器的设计需要综合考虑多个因素，包括流体特性、换热面积、流动方式、结构设计、安全性等。

只有在考虑到这些因素的前提下，设计人员才能设计出高效、可靠且安全的列管式换热器。

列管式换热器的设计步棸1.试算并初选设备规格(1）确定流体在换热器中的流动途径。

(2）根据传热任务计算热负荷Q 。

(3）确定流体在换热器两端的温度，选择列管式换热器的型式；计算定性温度，并确定在定性温度下流体的性质。

(4）计算平均温度差，并根据温度校正系数不应小于0.8的原则，决定壳程数。

(5）依据总传热系数的经验值范围，或按生产实际情况，选定总传热系数K值。

(6）由总传热速率方程Q=KS△tm ，初步算出传热面积S ，并确定换热器的基本尺寸（如d、 L、n 及管子在管板上的排列等），或按系列标准选择设备规格。

2.计算管、壳程压强降根据初定的设备规格，计算管、壳程流体的流速和压强降。

检查计算结果是否合理或满足工艺要求。

若压强降不符合要求，要调整流速，再确定管程数或折流板间距，或选择另一规格的设备，重新计算压强降直至满足要求为止。

3.核算总传热系数计算管、壳程对流传热系数ai和ao,确定污垢热阻Rsi和Rso，再计算总传热系数K'，比较K的初始值和计算值，若K'/K =1.15~1.25，则初选的设备合适。

否则需另设K值，重复以上计算步骤。

通常，进行换热器的选择或设计时，应在满足传热要求的前提下，再考虑其他各项的问题。

它们之间往往是互相矛盾的。

例如，若设计的换热器的总传热系数较大，将导致流体通过换热器的压强降（阻力）增大，相应地增加了动力费用；若增加换器的表面积，可能使总传热系数和压强降低，但却又要受到安装换热器所能允许的尺寸的限制，且换热器的造价也提高了。

此外，其它因素（如加热和冷却介质的用量，换热器的检修和操作）也不可忽视。

设计者应综合分析考虑上述诸因素，给予判断，以便作出一个适宜的设计。

4、换热器的计算1.给定的条件(1）热流体的入口温度t1'、出口温度t1";(2）冷流体的入口温度t2'、出口温度t2";2.流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程,哪一种种流体流经壳程,下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为为例)(1)不洁净和易结垢的流体宜走管内,以便于清洗管子。

第一章 列管式换热器的设计1.1概述列管式换热器是一种较早发展起来的型式，设计资料和数据比较完善，目前在许多国家中已有系列化标准。

列管式换热器在换热效率，紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器，但是它具有结构牢固，适应性大 ，材料范围广泛等独特优点，因而在各种换热器的竞争发展中得以继续应用下去。

目前仍是化工、石油和石油化工中换热器的主要类型，在高温高压和大型换热器中，仍占绝对优势。

例如在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜（或再沸器）和冷凝器、化工厂中蒸发设备的加热室等，大都采用列管式换热器[3]。

1.2列管换热器型式的选择列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分，主要有以下几种：（1）固定管板式换热器：这类换热器的结构比较简单、紧凑，造价便宜，但管外不能机械清洗。

此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。

通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。

同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。

因此，当管壁与壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏整个换热器。

为了克服温差应力必须有温度补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。

（2）浮头换热器：换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上来连接有一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。

这种型式的优点为：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不受壳体的约束，因而当两种换热介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。

其缺点为结构复杂，造价高。

（3）填料函式换热器：这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构与比浮头式简单，造价也比浮头式低。

但壳程内介质有外漏的可能，壳程终不应处理易挥发、易爆、易燃和有毒的介质。

列管式换热器选型设计计算首先，需要确定换热器的热负荷，即需要传热的热量。

一般可以根据物料的流量、进出口温度差和物料的比热容来计算。

例如，物料流量为1000 kg/h，进口温度为80°C，出口温度为60°C，比热容为3.8kJ/(kg·°C)，则热负荷为：接下来，需要选择适当的传热面积。

传热面积与传热效果成正比。

可以根据传热系数和传热面积的关系来计算，公式如下：Q=U×A×ΔTm其中，U为换热系数，A为传热面积，ΔTm为物料的平均温差。

由于换热系数与流体特性、流体配管、管壁传热等因素有关，需要通过经验或参考书籍来确定一个合适的换热系数。

常见的换热系数范围为1000-4000W/(m2·°C)。

通过计算可以得到传热面积：A=Q/(U×ΔTm)然后，需要确定流体流速和压降。

流速的选择要考虑到换热效果和能耗的平衡。

一般情况下，流速应该在合适的范围内，避免过高或过低造成换热效果不佳或能耗过大。

压降则需要根据流体的压力和流速来计算。

一般通过经验公式或流体力学方法来计算。

最后，选择合适的材料和管子数量。

材料要能够满足工艺要求，耐腐蚀、耐高温等。

常见的材料有不锈钢、碳钢、铜等。

管子数量的选择要保证传热面积充分利用，同时要考虑到设备的尺寸和造价等因素。

总结起来，列管式换热器选型设计主要包括确定热负荷、选择传热面积、确定流体流速和压降、选择材料和管子数量等。

这些步骤需要考虑换热器的传热性能、流体特性、工艺要求和经济性等因素，通过计算和经验可以确定最合适的选型设计方案。