壳式换热器结构性能工作原理

壳管式换热器传热系数摘要：1.壳管式换热器的概述2.壳管式换热器的传热系数的计算方法3.影响壳管式换热器传热系数的因素4.提高壳管式换热器传热系数的建议5.结论正文：壳管式换热器是一种广泛应用于工业领域的热交换设备，其主要由壳体、管束、管板和密封件等组成。

壳管式换热器的主要工作原理是利用管内和管外的两种流体进行热交换，以实现热量的传递。

在实际应用中，为了提高换热器的传热效率，需要对其传热系数进行优化和计算。

壳管式换热器的传热系数的计算方法通常包括以下几个步骤：首先，需要确定流速、管程数目、挡板间距等参数，以计算管程压降。

若管程允许压降已经有规定，可由计算公式来计算管程数Ns；其次，参考表选定流速，选定挡板间距，计算壳程压降。

若压降不符合要求，要调整流速，再选定管程和折流挡板间距，或选择其它型号的换热器，重新计算压降直到符合要求为止；然后，计算管内传热系数hi 和壳程传热系数hO。

当管内传热系数hi< K 估时，则应增加管壳数，若改变管程不能同时符合hi> K 估、pi 和p 允，则应重新估计K 估(减小)，另选一台换热器型号进行试算。

影响壳管式换热器传热系数的因素有很多，主要包括以下几点：1.流体的性质：不同的流体具有不同的热传导性能，因此流体的性质对传热系数有很大影响。

2.流速：流速越大，传热系数越大，但流速过高会增加压力损失，影响换热器的工作效率。

3.管径和管间距：管径和管间距的增大会降低传热系数，因此需要根据实际工况选择合适的管径和管间距。

4.换热器的结构：换热器的结构设计直接影响传热系数，如管束的排列方式、管壁的厚度等。

为了提高壳管式换热器的传热系数，可以采取以下措施：1.优化换热器的结构设计，提高管壁的导热性能。

2.选择合适的流速和管程数目，以降低压力损失。

3.调整挡板间距，以增加壳程传热系数。

4.选择具有高传热性能的材料制作换热器。

总之，壳管式换热器的传热系数受多种因素影响，需要根据实际工况进行优化和计算。

十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）一、板式换热器的构造原理、特点：板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。

板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。

压紧板上有本设备与外部连接的接管。

板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。

人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。

并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。

板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点：螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。

它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。

结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。

螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点：列管式换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可根据用户需要定制。

列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点：管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。

广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。

特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位。

换热器的型式。

管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点：钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。

它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。

钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。

钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。

此阀除非定期检修是绝对不能取消的。

部分真空的形成原因可能是排出不当，低水位时从热交换器，或者排水系统不良。

管壳式换热器内部结构
管壳式换热器的内部结构主要包括壳体、管板、管束、挡板及箱体等部分。

其中，壳体是圆形的，用于容纳管束和其他内部组件，并通过连接法兰与换热器其他部分连接在一起。

管板则位于壳体的两端，用于固定管束并防止管束在运行过程中发生位移或振动。

管束是换热器的核心部分，由许多小直径的管子组成，它们被固定在管板上，用于传输热流体。

挡板则位于管束的一侧，用于改变热流体的流动方向，增加湍流度并提高换热效率。

箱体则用于容纳所有内部组件，并作为外部框架，支撑和固定整个换热器。

此外，管壳式换热器还有许多其他的设计和结构变化，例如固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式的浮头换热器等。

这些变化都是为了满足不同的工艺和操作要求。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。

管壳式换热器（过热蒸汽0.65MPa,295℃;水0.8MPa,50℃）摘要本设计说明书是关于固定管板是换热器的设计，设计依照GB151-1999《钢制管壳式换热器》进行，设计中对换热器进行化工计算、结构设计、强度计算。

设计第一步是对换热器进行化工计算，主要根据给定的设计条件估算换热面积，初定换热器尺寸，然后核算传热系数，计算实际换热面积，最后进行阻力损失计算。

设计第二步是对换热器进行结构设计，主要是根据第一步计算的结果对换热器的各零部件进行设计，包括管箱、定距管、折流板等。

设计第三步是对换热器进行强度计算，并用软件SW6进行校核。

最后，设计结果通过图表现出来。

关键词：换热器，固定管板，化工计算，结构设计，强度计算。

AbtractThe design statement is about the fixed tube sheet heat exchanger .In the design of the heat exchanger ,the chemical calculation,the structure design and the strength calculation must according to GB151-1999“Steel System Type Heat exchanger ”.The first step of the design is the chemical calculation .Mainly according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area and select heat exchanger size.Then check the heat transfer coefficient, calculate the actual heat transfer area,and finally calculate the resistance loss.The second step of the design of heat exchanger is the structural design of the heat exchanger. The design of heat exchanger parts mainly according to the first step of calculation.such as tube boxes , the distance control tube, baffled plates .The third step of the design of heat exchanger is the strength calculation and using SW6 software to check. Finally, the design results are shown in figures.Key words: heat changer, fixed tude plate, chemical calculation,structure design, strength calculation.一、前言管壳式换热器是目前应用最广的换热设备，它具有结构坚固、可靠性高、适用性强、选材广泛等优点。

换热器的工作原理换热器是一种用于传递热量的设备，它在许多工业和家庭应用中起着至关重要的作用。

换热器的工作原理是通过热传导和对流来实现热量的传递和交换。

下面将详细介绍换热器的工作原理。

一、热传导热传导是指热量通过物质内部的分子碰撞传递的过程。

在换热器中，热量从高温区域传递到低温区域。

换热器通常由金属材料制成，如铜、铝或不锈钢，这些材料具有良好的热传导性能，能够有效地传递热量。

二、对流对流是指通过流体（如液体或气体）的流动来传递热量的过程。

在换热器中，热量通过流体的对流传递到另一侧。

换热器通常分为两个流体通道，分别为热源侧和冷却侧。

热源侧的流体通常是高温的，而冷却侧的流体通常是低温的。

热源侧的流体通过换热器时，会释放热量给冷却侧的流体，从而使两侧的温度差减小。

三、换热器的结构换热器通常由一系列平行的管道或片状结构组成。

这些管道或片状结构被称为换热面。

热源侧的流体通过换热面时，热量会通过热传导从流体传递到换热面上。

然后，冷却侧的流体通过换热面时，热量会通过对流从换热面传递给流体。

这样，热量就从热源侧传递到冷却侧，实现了热量的交换。

四、换热器的类型根据不同的应用需求，换热器可以分为多种类型。

以下是几种常见的换热器类型：1. 管壳式换热器：管壳式换热器由一个管束和一个外壳组成。

热源侧的流体通过管束，而冷却侧的流体通过外壳。

这种换热器适用于高温和高压的应用。

2. 板式换热器：板式换热器由一系列平行的金属板组成。

热源侧和冷却侧的流体分别通过板间隙，实现热量的传递。

板式换热器具有紧凑的结构和高效的换热性能。

3. 螺旋板式换热器：螺旋板式换热器由一系列螺旋形的金属板组成。

热源侧和冷却侧的流体分别通过螺旋通道，实现热量的传递。

螺旋板式换热器具有较高的换热效率和较小的压力损失。

4. 换热管束：换热管束由一系列平行排列的管道组成。

热源侧和冷却侧的流体分别通过管道，实现热量的传递。

换热管束适用于高温和高压的应用。

五、换热器的应用换热器广泛应用于各个领域，包括工业生产、能源系统、空调系统等。

管壳式换热器的工作原理及结构随着科技高速发展的今天，换热器已广泛应用国内各个生产领域，换热器跟人们生活息息相关。

换热器顾名思义就是用来热交换的机械设备。

换热器是一种非常重要的换热设备，能够把热量从一种介质传递给另一种介质，在各种工业领域中有很广泛的应用。

尤其在化工、能源、交通、机械、制冷、空调等领域应用更广泛。

换热器能够充分利用工业的二次能源，并且能够实现余热回收和节能。

换热器分为很多类型，管壳式换热器是很普遍的一种。

管壳式换热器的传热强化技术主要包括管程和壳程的传热强化研究。

本文对管壳式换热器的原理进行简单介绍。

一、管壳式换热器的工作原理管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成，冷、热流体之间通过管壁进行换热的换热器。

管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备，在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他工业装置中得到普遍采用，特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。

通常的工作压力可达4兆帕，工作温度在200℃以下，在个别情况下还可达到更高的压力和温度。

一般壳体直径在1800毫米以下，管子长度在9米以下，在个别情况下也有更大或更长的。

工作原理和结构图 1 [固定管板式换热器]为固定管板式换热器的构造。

A 流体从接管1流入壳体内，通过管间从接管2流出。

B流体从接管3流入，通过管内从接管4流出。

如果A流体的温度高于B流体，热量便通过管壁由A流体传递给B流体；反之，则通过管壁由B流体传递给A流体。

壳体以内、管子和管箱以外的区域称为壳程，通过壳程的流体称为壳程流体（A流体）。

管子和管箱以内的区域称为管程，通过管程的流体称为管程流体（B流体）。

管壳式换热器主要由管箱、管板、管子、壳体和折流板等构成。

通常壳体为圆筒形；管子为直管或U形管。

为提高换热器的传热效能，也可采用螺纹管、翅片管等。

管子的布置有等边三角形、正方形、正方形斜转45°和同心圆形等多种形式，前3 种最为常见。

按三角形布置时，在相同直径的壳体内可排列较多的管子，以增加传热面积，但管间难以用机械方法清洗，流体阻力也较大。