1化工原理课程设计(换热器)
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一、设计任务书二、确定设计方案选择换热器的类型本设计中空气压缩机的后冷却器选用带有折流挡板的固定管板式换热器,这种换热器适用于下列情况:①温差不大;②温差较大但是壳程压力较小;③壳程不易结构或能化学清洗。
本次设计条件满足第②种情况。
另外,固定管板式换热器具有单位体积传热面积大,结构紧凑、坚固,传热效果好,而且能用多种材料制造,适用性较强,操作弹性大,结构简单,造价低廉,且适用于高温、高压的大型装置中。
采用折流挡板,可使作为冷却剂的水容易形成湍流,可以提高对流表面传热系数,提高传热效率。
本设计中的固定管板式换热器采用的材料为钢管(20R 钢)。
流动方向及流速的确定本冷却器的管程走压缩后的热空气,壳程走冷却水。
热空气和冷却水逆向流动换热。
根据的原则有:(1)因为热空气的操作压力达到,而冷却水的操作压力取,如果热空气走管内可以避免壳体受压,可节省壳程金属消耗量;(2)对于刚性结构的换热器,若两流体的的温度差较大,对流传热系数较大者宜走管间,因壁面温度与对流表面传热系数大的流体温度相近,可以减少热应力,防止把管子压弯或把管子从管板处拉脱。
(3)热空气走管内,可以提高热空气流速增大其对流传热系数,因为管内截面积通常比管间小,而且管束易于采用多管程以增大流速。
查阅《化工原理(上)》P201表4-9 可得到,热空气的流速范围为5~30 m ·s -1;冷却水的流速范围为~ m ·s -1。
本设计中,假设热空气的流速为8 m ·s -1,然后进行计算校核。
安装方式冷却器是小型冷却器,采用卧式较适宜。
三、设计条件及主要物性参数设计条件空气水水空气计的设计压力比最大操作压力大。
确定主要物性数据3.2.1定性温度的确定可取流体进出口温度的平均值。
管程气体的定性温度为95242148=+=T ℃壳程水的定性温度为2923325=+=t ℃3.2.2流体有关物性数据根据由上面两个定性温度数据,查阅《化工原理(上)》P243的附录六:干空气的物理性质()和P244的附录七:水的物理性质。
化工原理课程设计换热器
换热器设计是化工原理课程设计中一个重要的部分。
下面将为您介绍步骤和注意事项。
一、设计步骤:
1. 确定换热器类型:根据工艺要求及介质性质,选择适合的换热器类型,如管壳式、板式、螺旋板式等。
2. 估算传热系数:根据换热器类型、流体类型、流量、温度等因素,估算出传热系数。
3. 计算传热面积:根据所需传热量和传热系数,计算指定温度下需求的传热面积。
4. 选择换热器管径及壳体规格:根据所需传热面积和换热器类型,选择合适的换热器管径及壳体规格。
5. 设计热损失:根据换热器使用环境,计算换热器热损失量,以确保能量转化的高效。
6. 设计流路:结合工艺流程及介质性质,确定换热器内部介质的流路和流速,
以确保传热效率。
二、注意事项:
1. 选用合适的换热器类型,以确保传热效率和占用空间的合理性。
2. 估算传热系数要考虑介质性质、流量、温度等因素,更加科学地估算传热系数。
3. 所需传热面积要根据实际需要,同时结合换热器的大小、材质等因素做出合理的选择。
4. 选择换热器管径及壳体规格要遵循一定的社会标准及安全规范,以确保换热器使用的稳定性和安全性。
5. 设计热损失要考虑换热器使用环境,以确保能量转化的高效。
同时,必须符合国家有关规定。
化工原理课程设计换热器换热器是化工生产中常用的一种设备,其作用是将热量从一个介质传递到另一个介质,以实现物料加热或冷却的目的。
在化工原理课程设计中,学生需要深入了解换热器的工作原理、设计计算方法以及实际应用,以便将理论知识与实际工程实践相结合。
首先,换热器的工作原理是基于热量传递的原理。
当两种介质温度不同时,热量会从温度较高的介质传递到温度较低的介质,直至两者达到热平衡。
换热器通过设计合理的传热面积和传热系数,以及确定良好的介质流动方式,来实现高效的换热效果。
其次,设计换热器需要考虑多方面的因素。
首先是确定换热器的类型,包括管壳式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等,根据介质性质、温度压力要求、换热效率等因素进行选择。
其次是确定换热器的传热面积和传热系数,这需要根据介质流动性质、传热过程中的温度差、介质流速等因素进行计算。
最后是确定换热器的实际应用场景,包括换热器的安装位置、管道连接方式、维护保养等方面的考虑。
在化工原理课程设计中,学生需要通过理论学习和实际案例分析,掌握换热器的设计计算方法。
这包括传热面积的计算、传热系数的确定、换热器的选型和性能评价等内容。
通过实际案例的分析,学生可以更好地理解换热器设计的关键技术和实际应用中的问题,提高自己的工程设计能力。
除了理论知识的学习,化工原理课程设计还需要学生进行实际操作和实验。
通过实验,学生可以了解不同类型换热器的工作原理,观察不同工况下的换热效果,掌握换热器的实际操作技能。
这对于学生将来从事化工工程实践具有重要的指导意义。
总的来说,化工原理课程设计中的换热器设计是一个重要的环节,它涉及到理论知识与实际工程实践的结合,需要学生具备扎实的理论基础和实际操作能力。
通过深入学习换热器的工作原理、设计计算方法以及实际应用,学生可以更好地理解化工原理课程的重要性,提高自己的专业能力,为将来的工程实践打下坚实的基础。
化工原理课程设计-固定管板式换热器
固定管板式换热器课程设计
一、固定管板式换热器介绍
固定管板式换热器是由一系列密封的管子和管板组成的固定式换热器,它是一种高效的传热设备。
固定管板式换热器由管头、管板、管和膨胀节
组成,管板被以阶梯形式安装在壳体内,壳体无特殊要求,可以是钢料或
不锈钢料。
在制造过程中,在管头和管板之间要有一个膨胀节,可以在换
热器的两端安装膨胀节,用于调节管头的压力。
固定管板式换热器的管头有支架结构,管头上的管可以直接在管头上
安装,无需特殊设备,且安装费用便宜。
另外,固定管板式换热器的支架
结构为有利回转,可以一次性安装比较多的管。
换热器的传热面积大,且
不会有结垢的烦恼,这使得固定管板式换热器备受客户青睐。
二、固定管板式换热器实验
1.实验准备
在实验准备阶段,首先要做的就是对实验装置进行检查,在检查过程中,要检查铡管的弯曲度是否符合要求,对膨胀节是否无异常进行检查;
其次把准备好的介质进行油温测试;最后根据测得的油温,调节管头的压力。
2.实验步骤
(1)首先将介质压入换热器,并使用电动泵将介质压入管内,介质
被。
化工原理课程设计换热器本文主要介绍化工原理课程设计中涉及到的换热器的相关知识和设计思路。
换热器是化工工业中常用的设备之一,其主要功能是通过传导、对流和辐射的方式实现热量的传递,从而将一个流体的热量传递给另一个流体。
因此,在化工原理课程设计中涉及到换热器的设计,既需要考虑流体的物理性质,也需要考虑热力学参数的影响。
换热器的类型繁多,按照传热方式的不同可分为对流式换热器和辐射式换热器。
常用的对流式换热器包括管壳式换热器、板式换热器和螺旋式换热器等。
在换热器的设计中,需要首先确定换热器所要实现的传热方式和工作条件,如流体流速、进出口温度和压力等。
接下来需要考虑的问题是如何选择合适的材料以满足流体的物理性质和热力学参数的要求。
在化工原理课程设计中,换热器的设计重点之一是热力学计算。
为了实现对流体的热量传递,需要考虑流体的传热系数。
传热系数与流体的物理性质密切相关,包括流体的密度、比热、粘度和导热系数等。
通过对这些参数的测量和分析,可以计算出传热系数,并进而确定换热器的传热效率。
另外,在化工原理课程设计中,换热器的设计还需要考虑到换热器的尺寸、材料和结构等方面的问题。
尺寸的设计需要考虑工作流体的容积和流速等因素,以保证换热器的实现效率和安全性。
材料选择需要考虑到流体的化学性质,以避免流体与材料发生反应和腐蚀。
结构设计需要兼顾容易清洗、拆卸和维护的要求,以方便日常运行和维护。
总之,在化工原理课程设计中,换热器的设计是一个系统性的工程,包括物理学、化学和工程学等多个学科领域的综合运用。
只有充分理解流体的物理性质和热力学参数,才能做出合理的设计并实现高效的换热效果。
同时,还需要考虑到实际工程的应用需求,以满足生产的需要和安全的要求。
化工原理课程设计管壳式换热器选型姓名:学号:10091693班级:工092指导老师:袁萍前言1.换热器的设备简介传热是热能从热流体间接或直接传向冷流体的过程。
其性质复杂,不但要考虑经过间壁的热传导,而且要考虑到间壁两边流体的对流传热,有时还须考虑到辐射传热。
在化学工业中常遇到的热交换问题,根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。
其中间壁式换热器詹用量最大,据统计,这类换热器占总用量的99%。
间壁式换热器又可分为管壳式和板壳式换热器两类,其中管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性,在长期的操作过程中积累了丰富的经验,其设计资料基本齐全,在许多国家都有了系列化的标准。
因此,作为广泛应用于各个领域的工业设备,它在国民经济中具有非常重要的作用。
换热器(英语翻译:heat exchanger),是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
管壳式换热器按结构特点分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、双重管式换热器、填料函式换热器和双管板换热器等。
前3种应用比较普遍。
固定管板式换热器的结构:主要有外壳、管板、管束、顶盖(又称封头)等部件构成。
它的特点是结构简单,没有壳侧密封连接,相同的壳体内径排管最多,在有折流板的流动中旁路最小,管程可以分成任何管程数,因两个管板由管子互相支撑,故在各种管壳式换热器中它的管板最薄,造价最低,因而得到广泛应用。
这种换热器的缺点是:壳程清洗困难,有温差应力存在。
这种换热器适用于两种介质温差不大,或温差较大但壳程压力不高及壳程介质清洁,不易结垢的场合。
在满足工艺过程要求的前提下,换热器应达到安全与经济的目标。
换热器设计的主要任务是参数选择和结构设计、传热计算及压降计算等。
设计主要包括壳体形式、管程数、换热管类型、管长、管子排列、管子支承结构、冷热流体的流动通道等工艺设计和封头、壳体、管板等零部件的结构、强度设计计算。
化工原理课程设计——换热器设计本课题研究的目的要紧是针对给定的固定管板式换热器设计要求,通过查阅资料、分析设计条件,以及换热器的传热运算、壁厚设计和强度校核等设计,差不多确定固定管板式换热器的结构。
通过分析固定管板式换热器的设计条件,确定设计步骤。
对固定管板式换热器筒体、封头、管板等部件的材料选择、壁厚运算和强度校核。
对固定管板式换热器前端管箱、后端管箱、传热管和管板等结构进行设计,对换热器进行开孔补强校核。
绘制符合设计要求的固定管板式换热器的图纸,给出相关的技术要求;在固定管板换热器的结构设计过程中,要参考相关的标准进行设计,比如GB-150、GB151……,使设计能够符合相关标准。
同时要是设计的结构满足生产的需要,达到安全生产的要求。
通过设计过程达到熟悉了解换热器各部分结构特点及工作原理的目的。
关键词:换热器;固定管板;设计;强度名目摘要 ....................................................... 错误!未定义书签。
1绪论 (1)1.2固定管板换热器介绍 (2)1.3本课题的研究目的和意义 (3)1.4换热器的进展历史 (4)2产品冷却器结构设计的总体运算 (6)2.1 产品冷却器设计条件 (6)2.2前端管箱运算 (8)2.2.1前端管箱筒体运算 (8)2.2.2前端管箱封头运算 (10)2.3后端管箱运算 (11)2.3.1后端管箱筒体运算 (11)2.3.2后端管箱封头运算 (12)2.4壳程圆筒运算 (13)3各部分强度校核 (15)3.1开孔补强运算 (15)3.2壳程圆筒校核 (18)3.3管箱圆筒校核 (19)4换热管及法兰的设计 (20)4.1换热管设计 (20)4.2管板设计 (21)4.3管箱法兰设计 (22)4.4壳体法兰设计 (25)4.5各项系数运算 (27)5 产品冷却器制造过程简介 (34)5.1 总则 (34)5.2零部件的制造 (34)结论 (43)参考文献: (44)致谢 (44)1绪论1.1换热器的作用及分类在工业生产中,换热设备的要紧作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体,使流体温度达到工艺过程规定的指标,以满足工艺过程上的需要。
化工原理课程设计模板-换热器1. 引言换热器是化工过程中常用的设备之一,其主要功能是在流体之间进行热量传递,以实现温度控制、能量回收等目的。
本文将介绍化工原理课程设计中换热器的设计过程和要点。
2. 设计目标在进行换热器设计之前,首先要确定设计的目标。
设计目标包括但不限于以下几点:•确定需要传热的流体的进口温度和出口温度;•确定传热后流体的温度变化范围;•确定换热器的热传导面积;•确定换热器的传热系数。
3. 设计步骤换热器的设计过程可以分为以下几个步骤:3.1 确定流体的性质参数在设计换热器之前,需要明确流体的性质参数,包括流体的密度、比热容以及传热系数等。
这些参数可以通过实验测定或者查阅相关文献获得。
3.2 计算流体的传热量根据热传导定律,可以计算流体的传热量。
传热量的计算公式如下:Q = m * c * ΔT其中,Q表示传热量,m表示流体的质量,c表示流体的比热容,ΔT表示流体的温度变化。
3.3 确定换热器的传热面积根据热传导定律,可以计算换热器的传热面积。
传热面积的计算公式如下:A = Q / (U * ΔTlm)其中,A表示传热面积,U表示换热器的传热系数,ΔTlm表示对数平均温差。
3.4 选择换热器的类型和结构根据设计要求和实际情况,选择合适的换热器类型和结构。
常见的换热器类型包括管壳式换热器、板式换热器等。
3.5 进行换热器的细节设计在确定了换热器的类型和结构之后,进行换热器的细节设计,包括管道的布置、流体的流动方式以及换热器的材料选择等。
3.6 进行换热器的性能评价完成换热器的设计之后,进行性能评价,验证设计结果是否满足设计目标。
性能评价主要包括换热器的传热效率、压降以及经济性等方面。
4. 实例分析下面通过一个实例来说明换热器的设计过程。
实例:管壳式换热器假设需要设计一个管壳式换热器,用于将流体A的温度从40℃降至20℃,同时将流体B的温度从70℃升至90℃。
根据设计要求,我们可以计算出流体A和流体B的传热量,然后根据对数平均温差计算出传热面积,从而确定换热器的尺寸。
一、设计题目:设计一台换热器二、操作条件:1、煤油:入口温度140℃,出口温度40℃。
2、冷却介质:循环水,入口温度35℃。
3、允许压强降:不大于1×105Pa。
4、每年按330天计,每天24小时连续运行。
三、设备型式:管壳式换热器四、处理能力:114000吨/年煤油五、设计要求:1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。
2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。
3、设计结果概要或设计结果一览表。
4、设备简图(要求按比例画出主要结构及尺寸)。
5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
第1章设计概述1、1热量传递的概念与意义[1](205)1、1、1 传热的概念所谓的传热(又称热传递)就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。
由热力学第二定律可知,凡是有温差存在时,就必然发生热量从高温处传递到低温处,因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。
1、1、2 传热的意义化工生产中的很多过程和单元操作,都需要进行加热和冷却,如:化学反应通常要在一定的温度进行,为了达到并保持一定温度,就需要向反应器输入或输出热量,又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中,都要向这些设备输入或输出热量。
所以传热是最常见的重要单元操作之一。
无论是在能源,宇航,化工,动力,冶金,机械,建筑等工业部门,还是在农业,环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。
此外,化工设备的保温,生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题,由此可见;传热过程普遍的存在于化工生产中,且具有极其重要的作用。
归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况:①强化传热过程,如各种换热设备中的传热。
②削弱传热过程,如设备和管道的保温,以减少热损失。
1、2 换热器的概念与意义[2]1、2、1 换热器的概念在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备,简称为换热器。
在换热器中至少要有两种不同的流体,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。
一、设计题目:设计一台换热器二、操作条件:1、煤油:入口温度140℃,出口温度40℃。
2、冷却介质:循环水,入口温度35℃。
3、允许压强降:不大于1×105Pa。
4、每年按330天计,每天24小时连续运行。
三、设备型式:管壳式换热器四、处理能力:114000吨/年煤油五、设计要求:1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。
2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸设计。
3、设计结果概要或设计结果一览表。
4、设备简图(要求按比例画出主要结构及尺寸)。
5、对本设计的评述及有关问题的讨论。
第1章设计概述1、1热量传递的概念与意义[1](205)1、1、1 传热的概念所谓的传热(又称热传递)就是间壁两侧两种流体之间的热量传递问题。
由热力学第二定律可知,凡是有温差存在时,就必然发生热量从高温处传递到低温处,因此传热是自然界和工程技领域中极普遍的一种传递现象。
1、1、2 传热的意义化工生产中的很多过程和单元操作,都需要进行加热和冷却,如:化学反应通常要在一定的温度进行,为了达到并保持一定温度,就需要向反应器输入或输出热量,又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中,都要向这些设备输入或输出热量。
所以传热是最常见的重要单元操作之一。
无论是在能源,宇航,化工,动力,冶金,机械,建筑等工业部门,还是在农业,环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。
此外,化工设备的保温,生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题,由此可见;传热过程普遍的存在于化工生产中,且具有极其重要的作用。
归纳起来化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情况:①强化传热过程,如各种换热设备中的传热。
②削弱传热过程,如设备和管道的保温,以减少热损失。
1、2 换热器的概念与意义[2]1、2、1 换热器的概念在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交设备,简称为换热器。
在换热器中至少要有两种不同的流体,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。
1、2、2 换热器的意义热交换设备是工业生产中为实现物料之间热量传递的一种工艺设备。
在化工、炼油、动力、原子能等众多的工业部门和行业中,广泛使用加热器、冷却冷凝器及其他热交换设备来满足一定的工艺生产条件;由这些设备构成的换热系统的状况,对整个化工过程的正常进行及整个化工系统的投资与操作费用关系重大。
在一般化工厂的建设中,换热器约占总投资的10%-20%[3];在石油炼厂中,换热器约占全部工艺设备投资的35%-40%[3]。
因此,在能源日趋紧张的今天,合理设置及使用换热器尤其重要。
此外,随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃。
由此可见,换热器在我们的生活中占据着一定的意义。
1、3 换热器的分类及特点[2]随着换热器在工业生产中的地位和作用不同,换热器的类型也多种多样,不同类型的换热器各有优缺点,性能各异。
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。
换热器按用途不同可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。
换热器按传热方式的不同可分为:混合式、蓄热式和间壁式。
其中,间壁式换热器应用最广泛,按照传热面的形状和结构特点又可分为管壳式换热器、板面式换热器和扩展表面式换热器(板翅式、管翅式等)。
1、3、1各换热器的分类和特点1、3、2 常见间壁式换热器的分类和特点[1](271,278)1、管式换热器1)蛇管式换热器可分为两类,沉浸式蛇管换热器和喷淋式换热器。
前者换热器的优点是结构简单,价格低廉,便于防腐蚀,能承受高压。
主要缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多,故管外流体的较小,因而总传热系数K值也较小。
而后者便于检修和清洗、传热效果也较好等优点,缺点是喷淋不易均匀。
二者的结构如下图:图1为常见的几种蛇管的形状,图2为喷淋式换热器。
图1 蛇管的形状图2 喷淋式换热器2)套管式换热器管套管换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成同心圆的套管然后用180度的回弯管将多段管套串联而成。
如图3所示。
每一段套管称为一程,程数可根据传热要求而增减。
每程的有效长度为4-6m,若管子太长,管中间会向下弯曲,是环形中的流体分布不均匀。
其优点是构造简单,能耐高温;传热面积可根据需要而增减;适当地选择管内外径,可使流体的流速较大;且双方的流体做严格的逆流,有利于传热。
缺点为管间接头较多,易发生泄露;单位长度传热面积较小。
图3 套管式换热器3)管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器,是一种通用的标准换热设备。
列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温差补偿结构来分,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,以致管子扭弯或是管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置,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。
但补偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于60-70℃和壳程流体压强不高的情况下。
一般壳程压强超过0.6MPa时,补偿圈过厚,难以伸缩,失去温差补偿作用,就要考虑其他结构。
其结果如下图所示:图4 固定管板式换热器(2)浮头式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,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器称为浮头式换热器。
其优点是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不受壳体约束,因此当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。
其缺点是结构复杂,造价高。
其结构如下:图5 浮头式换热器(3)填料函式换热器这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低廉。
但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理一易挥发、易燃易爆和有毒的介质。
其结构如下:图6 填料函式换热器(4)U型管换热器这类换热器只有一个管板,管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。
其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。
其结构如下图所示:图7 U形管换热器2、板式换热器1)夹套式换热器套式换热器主要应用于反应过程的加热或冷却。
在用蒸汽进行加热时,蒸汽由上部接进入夹套,冷凝水则有下部接管流出。
作为冷却气时,冷却介质由夹套下部的接管进入,而由上部接管流出。
这种换热器的传热系数较低,传热面又受图8夹套式换热器容器的限制,因此适用于传热量不太大的场合。
为了提高其传热性能,可在容器内安装搅拌器,使其内液体做强制对流;为了弥补传热面的不足,还可在其内安装蛇管等。
其结构如下图:图9 板式换热器示意图2)板式换热器板式换热器的优点是:结构紧凑,单位体积设备所提供的传热面积大;总传热系数高,如对低粘度液体的传热,K值可高达7000 W/(2m·o C);可根据需要增减板数以调节传热面积,检修和清洗都比较方便。
其缺点是:处理量不太大;操作压强较低,一般低于1500kPa,最高也不超过2000kPa;因受垫片耐热性能的限制,操作温度不能过高,一般对合成橡胶垫圈不超过130o C,压缩石棉垫圈低于250o C。
3)螺旋板式换热器螺旋板式换热器的优点是:总传热系数高;不易堵塞和结垢;能利用低温热源和精密控制温度;结构紧凑。
其缺点是:操作压强和温度不宜太高,目前最高操作压强为2000kPa,,温度约在400o C以下;不易检修,因整个换热器为卷制而成,一旦发生泄露,修理内部很困难。
其结构图如下:图10螺旋板式换热器3、翅片式换热器1)翅片管换热器翅片式换热器的结构特点是在管子表面上装有径向或轴向翅片。
翅片的种类很多,按翅片的高度不同,可分为高翅片和低翅片两种,地翅片一般为螺纹管。
高翅片适用于管内、外对流传热系数相差较大的场合,现已广泛的应用于空气冷却器长,地翅片适用于两流体的对流传热系数不太大的场合,如对粘度较大液体的加热或冷却等。
2)板翅式换热器板翅式换热器的主要优点是:总传热系数高,传热效果好;结构紧凑;轻巧牢固;适应性强,操作范围广。
主要缺点是:由于设备流到很小,故易堵塞,而且增大了压强降;换热器一旦结垢,清洗和检修很困难,所以处理的物料应较洁净或预先进行精制;由于隔板和翅片都有薄铝片制成,故要求介质对铝不发生腐蚀。
4、热管换热器以热管为基本传热单元的热管传热器是一种新型的高效换热器,它是由热管束、壳体和隔板构成,冷热流体被隔板隔开。
当热源对热管一端供热时,工作液自热源吸收热量而蒸发汽化,蒸汽在压差作用下高速流动至热管的另一端,并向冷源放出潜热后凝结,冷凝液回至热端,并被再次沸腾汽化。
过程如此反复循环,热量不断的从热端传至冷端。
热管传热的特点是通过沸腾和气化、蒸汽流动和蒸汽冷凝三步进行。
由于沸腾及冷凝的对流传热系数很大,而蒸汽的流动阻力有较小,因此热管两端的温度差很小,它特别适用于低温差的传热。
热管换热器具有结构简单、使用寿命长、工作可靠、应用范围广等特点,它可用于气-气、气-液和液-液间的换热过程。
其结构如下图:图11 热管换热器图12热管示意图第二章设计方案简介2、1 列管间壁式换热器的分类【见1、3、2】2、2 间壁式管壳式的列管换热器【见1、3、2—1、3)】2、3 管壳式换热器的设计和选型[1](278,284)管壳式换热器设计和选型的核心是计算换热器的传热面积,进而确定换热器的其他尺寸或选择换热器的型号。
2、3、1 管壳式换热器的型号与系列标准1)管壳式换热器的基本参数和型号:(1)基本参数管壳式换热器的基本参数包括以下几项:①公称换热面积;②公称直径;③公称压力;④换热器管长度;⑤换热管规格;⑥管程数。
(2)型号表示方法管壳式换热器的型号由五部分组成:其中:1──换热器代号,G代表固定管板式,F代表浮头式;2──公称直径DN,mm;3──管程数:ⅠⅡⅣⅥ;4──公称压力PN,MPa;5──公称换热面积SN,m2。
例如800mm、0.6MPa的单管程、换热面积为110m2的固定管板式换热器的型号为:G800 I-0.6-1102)管壳式换热器的系列标准为了便于对管壳式换热器进行选型,有关单位制订了系列标准。
附录【2】中列入了固定管板式及浮头式换热器的部分系列标准,供设计时选用。