管壳式换热器的工作原理

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。

第一章换热器简介及发展趋势1.1 概述在化工生产中，为了工艺流程的需要，常常把低温流体加热或把高温流体冷却，把液态汽化或把蒸汽冷凝程液体，这些工艺过程都是通过热量传递来实现的。

进行热量传递的设备称为换热设备或换热器。

换热器是通用的一种工艺设备，他不仅可以单独使用，同时又是很多化工装置的组成部分。

在化工厂中，换热器的投资约占总投资的10%——20%，质量约为设备总质量的40%左右，检修工作量可达总检修工作量的60%以上。

由此可见，换热器在化工生产中的应用是十分广泛的，任何化工生产工艺几乎都离不开它。

在其他方面如动力、原子能、冶金、轻工、制造、食品、交通、家电等行业也有着广泛的应用。

70年代的世界能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展，为了节能降耗，提高工业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备[1]。

这是因为，随着能源的短缺(从长远来看，这是世界的总趋势)，可利用热源的温度越来越低，换热允许温差将变得更小，当然，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高[2]。

所以，这些年来，换热器的开发与研究成为人们关注的课题，最近，随着工艺装置的大型化和高效率化，换热器也趋于大型化，向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。

同时，对其一方面要求成本适宜，另一方面要求高精度的设计技术。

当今换热器技术的发展以CFD(Computational Fluid Dynamics)、模型化技术、强化传热技术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系[3]。

当前换热器发展的基本趋势是：继续提高设备的传热效率，促进设备结构的紧凑性，加强生产制造的标准化系列化和专业化，并在广泛的范围内继续向大型化的方向发展。

各种新型高效紧凑式换热器的应用范围将得到进一步扩大。

在压力、温度和流量的许可范围内，尤其是处理强腐蚀性介质而需要使用贵重金属材料的场合下，新型紧凑式换热器将进一步取代管壳式换热器。

总之，为了适应工艺发展的需要，今后在强化传热过程和换热设备方面，还将继续探索新的途径。

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。

目录化工原理课程设计任务书设计概述试算并初选换热器规格1. 流体流动途径的确定2．物性参数及其选型3. 计算热负荷及冷却水流量4. 计算两流体的平均温度差5. 初选换热器的规格工艺计算1. 核算总传热系数２. 核算压强降经验公式设备及工艺流程图设计结果一览表设计评述参考文献化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书一.设计任务用初温为２0℃的冷却水,将流量为（4０00+２0０×学号)kg/ｈ的９5%（体积分率）的乙醇水溶液从７0℃冷却到35℃；设计压力为１.6MPa,要求管程和壳程的压降不大于30kPa,试选用适当的管壳式换热器。

二．设计要求每个设计者必须提交设计说明书和装配图(Ａ2或Ａ3）。

1．设计说明书必须包括下述内容：封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、符号说明、参考文献以及设计自评等。

2．设计计算书的主要内容应包括的步骤：1) 计算热负荷、收集物性常数。

根据设计任务求出热流体放热速率或冷流体吸热速率,考虑了热损失后即可确定换热器应达到的传热能力Ｑ;按定性温度确定已知条件中未给出的物性常数。

2) 根据换热流体的特性和操作参数决定流体走向(哪个走管程、哪个走壳程）;计算平均温差。

３) 初步估计一个总传热速率常数K估,计算传热面积Ａ估。

4) 根据Ａ估初选标准换热器;5) 换热面积的核算。

分别按关联式求出管内、外传热膜系数，估计污垢热阻，求出总传热速率常数K核,得出所需传热面积A需，将Ａ需与A实际进行比较，若A实际比A需大15%-２5%,则设计成功；否则重新计算。

6) 管程和壳程压力降的核算。

7)接管尺寸的计算。

3．符号说明的格式：分为英文字母、希腊字母，要按字母排序，要写出中文名称和单位;４.参考文献的格式:按GB７71４-87的要求。

一、设计题目:设计一台换热器二、操作条件：1、乙醇水溶液：入口温度7０℃，出口温度35℃。

2、冷却介质:循环水，入口温度20℃。

３、允许压强降:不大于3０kPa。

管壳式换热器实验方案简介
管壳式换热器实验方案简介如下：
1. 实验目的：
研究管壳式换热器的换热性能，探究不同工艺参数对换热效果的影响。

2. 实验原理：
管壳式换热器是一种常见的热交换设备，通过管内的流体与管外的流体之间的热传导和对流来实现热量的传递。

本实验主要利用传热原理，通过改变进出口流体的温度、流速、管内外的传热面积等参数，来研究换热器的传热性能。

3. 实验步骤：
a. 准备工作：检查实验设备、接触物料等是否准备完好。

b. 安装换热器：将管壳式换热器安装在实验台上，连接好供冷、供热和循环水等管道。

c. 调试系统：根据实验要求，合理调节供冷、供热和循环水等参数，使系统工作于稳定状态。

d. 测量参数：使用温度传感器等仪器，测量进出口流体的温度、流速等参数，记录数据。

e. 进行实验：根据预先设定的实验方案，改变进出口流体的温度、流速等参数，记录相关数据。

f. 数据处理：根据实验数据，绘制换热器的传热曲线、效能曲线等图表，并进行数据统计和分析。

g. 清洁整理：实验结束后，及时清洁整理实验设备和实验台，确保实验室环境整洁。

4. 安全注意事项：
a. 在操作过程中，注意安全防护措施，避免发生意外事故。

b. 操作时注意保持设备稳定，防止翻倒或摔落。

c. 注意正确使用实验设备和仪器，避免损坏。

d. 实验过程中遵循实验室规章制度，严禁私自调整系统参数。

请注意，以上回答仅供参考，具体实验方案的编制应根据实际需求和实验要求进行设计，并遵守实验室相关安全规范。

换热器的种类及应用换热器是一种用于传热的设备，广泛应用于化工、电力、冶金、石油等行业。

根据传热方式和工作原理的不同，换热器可以分为多种类型。

1. 管壳式换热器：管壳式换热器是最常见的换热器之一。

它由管束和外壳组成，热媒通过管束流动，被换热的物质则在外壳中流动，通过管壳内外流体的对流和传导传热，实现换热过程。

管壳式换热器广泛应用于化工、冶金等行业的蒸发、冷凝、汽化、加热等工艺中。

2. 板式换热器：板式换热器采用多层波纹板组成，通过多个波纹板的叠加形成通道，在通道内实现换热。

板式换热器具有换热效率高、紧凑、易于清洗等优点，被广泛应用于空调、制冷、化工、食品加工等领域。

3. 管束式换热器：管束式换热器由多根平行布置的管子组成，通过管子内的热媒与外壳中的被换热物质进行换热。

管束式换热器适用于高温、高压、粘稠液体的换热过程，常用于石油、化工等行业。

4. 螺旋板换热器：螺旋板换热器采用螺旋板作为热传输面，通过螺旋板的内外壁形成两个流通通道，通过流体在螺旋板内外壁之间交替流动，实现换热。

螺旋板换热器具有高换热效率、低压降等优点，广泛应用于化工、制药等行业。

5. 空气冷却器：空气冷却器以空气作为冷却介质，通过与被冷却物质接触，将被冷却物质的热量传递给空气，使其冷却。

空气冷却器广泛应用于电力、化工等行业中的冷却系统，如发电厂中的冷却塔、汽车发动机中的散热器等。

6. 管式加热器：管式加热器是一种通过将热媒加热后传递给被加热物质，实现加热的设备。

管式加热器应用于化工、电力等行业中需要对物质进行加热的工艺中，如石油精制中的加热炉、电站中的锅炉等。

总之，换热器可以根据不同的换热原理和应用场景，分为管壳式换热器、板式换热器、管束式换热器、螺旋板换热器、空气冷却器和管式加热器等多种类型。

这些换热器在不同的工业领域中发挥着重要作用，提高了能源利用效率，降低了设备运行成本，促进了工业生产的发展。

管壳式换热器原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊管壳式换热器原理，这玩意儿可有意思啦！你可以把管壳式换热器想象成是一个特别的“热魔法盒”。

它有个长长的壳子，就像一个大口袋，里面装着好多管子。

这管子啊，就像是一条条小路，热的流体和冷的流体就沿着这些小路走。

热流体大摇大摆地从一些管子里通过，它身上带着好多热量呢。

而冷流体呢，则在壳子和管子之间的缝隙里悄悄溜达。

这时候神奇的事情就发生啦！热流体的热量就会透过管子壁，传递给冷流体。

哎呀呀，这不就像是热流体很大方地把自己的热量分了一些给冷流体嘛！你说这像不像在一个热闹的集市上，大家互相交换东西？热流体把热量这个“宝贝”给了冷流体，自己慢慢变凉了，冷流体呢，就变得暖和起来了。

这样不就实现了热量的交换嘛！那这其中的原理到底是咋回事呢？其实啊，就是因为有温差呀！热的东西总是想把热量散发出去，冷的东西总是想吸收热量，这是自然规律呀！管壳式换热器就是利用了这个规律，让热流体和冷流体在合适的地方相遇，然后完成热量的传递。

你想想看，要是没有这种换热器，我们的生活得少了多少便利呀！比如在一些工厂里，需要把热量从一个地方转移到另一个地方，要是靠人工去搬，那得累成啥样呀！有了管壳式换热器，就轻松多啦。

而且哦，管壳式换热器还有很多不同的类型呢，就像人有不同的性格一样。

有的适合处理高温的流体，有的适合处理腐蚀性的流体，各有各的特点和用处。

咱再说说它的优点吧。

它结构相对简单，容易制造和维护，这多好呀！就像一个老实可靠的朋友，不会给你找麻烦。

而且它的换热效率也不错呀，可以在很多场合大显身手。

当然啦，它也不是完美无缺的。

它可能会占比较大的空间，有时候还会有一些泄漏的问题。

但这也不能掩盖它的光芒呀！总之呢，管壳式换热器原理虽然看起来有点复杂，但只要你用心去理解，就会发现其实也不难。

它就像我们生活中的一个好帮手，默默地为我们服务着。

让我们的生活变得更加舒适和便利。

所以呀，可别小看了这个“热魔法盒”哦！原创不易，请尊重原创，谢谢!。

管壳式换热器的工作原理及结构（山东华昱压力容器有限公司，济南250305）随着今天快速发展的科技，换热器已广泛运用于我国各个生产区域，换热器跟人们生活一脉相连。

用来热交换的机械设备就是所谓的换热器。

本文综述了管壳式换热器的工作原理及结构。

标签：管壳式换热器;工作原理;结构1 管壳式换热器的工作原理属于间壁式换热器的就是管壳式换热器，其换热管内组成的流体通道称为管程，换热管外组成的流体通道称为壳程。

管程以及壳程分别经过2个不一样温度的流体时，温度相对高的流体经过换热管壁把热量传递给温度相对低的流体，温度相对高的流体被冷却，温度相对低的流体被加热，进而完成两流体换热工艺的目标。

（工作原理和结构见图1）管壳式换热器关键由管箱、管板、管子、壳体以及折流板等组成。

一般圆筒形为壳体;直管或U形管为管子。

为把换热器的传热效能提高，也能使用螺纹管、翅片管等。

管子的安排有等边三角形、正方形、正方形斜转45°以及同心圆形等几种方式，最为常见的是前面三种。

依照三角形部署时，在一样直径的壳体内能排列相对多的管子，以把传热面积增加，但管间很难用机械办法清洗，也相对大的流体阻力。

在管束中横向部署一些折流板，引导壳程流体几次改变流动目标，管子有效地冲刷，以把传热效能提高，同时对管子起支承作用。

弓形、圆形以及矩形等是折流板的形状。

为把壳程以及管程流体的流通截面减小、流速加快，以把传热效能提高，能在管箱以及壳体内纵向安排分程隔板，把壳程分为二程以及把管程分为二程、四程、六程以及八程等。

管壳式换热器的传热系数，水换热在水时为1400～2850瓦每平方米每摄氏度〔W/（m（℃）〕;气体用水冷却时，为10～280W/（m（℃）;水蒸汽用水冷凝时，为570～4000W/（m（℃）。

2 管壳式换热器依据结构特征能分为下面2类2.1 刚性构造的管壳式换热器：固定管板式是这种换热器的另一个名称，一般能可分为单管程以及多管程2种。

在两块管板上换热器的管端以焊接、胀接、胀焊并用的办法固定，而管板则以焊接的办法以及壳体相连。