HTRI空冷器教程

H T R I7教程01界面熟悉1.双击快捷图标，打开程序界面：HTRI启动界面2.创建一个“新的空冷器”3.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过<Edit…>来自定义。

4.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据，4.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧；4.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等；5.当输入数据足够所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击"绿灯"图标运行。

02?工艺参数输入1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面：??2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数2.1 Fluid name –?流体名称，这里没有红框，不是必须输入的，就是自己定义下流体描述比如“Propylene”“Oil”“Wet Air”等，要注意的是程序对中文字符不支持，那么大家多写写英文就是了～本帖隐藏的内容2.2 Phase/Airside flow rate units –?流体相态/空气侧的流量单位*2.3 Flow rate –?流量不必多解释，热侧为质量流量。

2.4 Altitude of unit(above sea level) –?海拔高度*2.5 Temperature –?流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。

2.6 Weight fraction vapor –?重量气相分率，那么全气相就是1，全液相就是0咯。

2.7 Pressure reference –?压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。

实验一食品中水分活度（AW）的测定水分活度测定法有多种方法可采用，但归纳起来主要可分为相对湿度测定法、恒定相对湿度平衡室法和仪器法等。

在中间水分至高水活度区域(Aw0.5以上)，使用恒定相对湿度平衡室法精度较高，是目前在实际工作中作为食品水活度测定法中最常用的方法。

在低水分至中间水活度区域(Aw 0.1～0.7)，则使用蒸汽压直接测定法较为合适。

仪器法和这些方法比较而言主要是测定操作简单，因此实际应用较多。

食品中含有较多的乙醇、香料、醋酸等挥发性物质，容易造成测定的误差。

目前已开发出通过配有热导检测器的气相色谱将试样顶隙中的空气、水蒸气进行分离定量分析，同时测定水活度和乙醇平衡蒸汽浓度的方法。

一实验目的1.掌握水分活度的概念。

2.掌握水分活度测定仪（无锡华科仪表有限公司HD-4型）的使用方法。

二实验原理水分活度为食品中水的蒸气压和该温度下纯水的饱和蒸气压的比值，即AW=P/Po。

水分活度计测定的原理是把被测食品置于密闭空间内，在恒温条件下，食品与周围空气的蒸气压达到平衡，此时，气体空间的水蒸气分压即可作为食品水蒸气压力的数值。

同时，测定同样条件下纯水的蒸气压，利用上述公式，计算出食品的水分活度。

三实验材料食盐1袋白砂糖1袋面粉1袋猪肉1盒水分活的测定仪1台菜刀（板）4套小镊子4把四实验过程1.仪器的校正：称15gNaCl加入60℃以上于10ml纯净水中充分溶解，置于常温下放置12h 以上。

按“选择”键选择校正功能，按“确认”键进入下一级菜单，按“选择”键选择NaCl 饱和溶液，将装有配置好的饱和溶液倒入玻璃皿后放入测定点1中，盖好传杆器，在其他测定中依次放入相同浓度的饱和溶液，按下“确认”键，提示“是否确认要停止校正”，选择“否”，按下“确认”键，此时开始校正。

2.测定：将试样尽量弄碎，测定时玻璃盖不得盖上，放入水分活度传感器中，盖好传感器。

用选择键选择“测量”功能，按“确认”键，进入测定状态。

HTRI Exchanger 使用手册一、换热器的基础设计知识1。

1 换热器的分类1．按作用原理和实现传热的方式分类(1）混合式换热器;(2)蓄热式换热器；（3）间壁式换热器其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类:(1)管壳式:固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式(2）板式:板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式（4）液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式（5）其他型式：板壳式、热管2．按换热器服务类型分类：(1）交换器(Exchanger): 在两侧流体间传递热量。

(2）冷却器（Chiller）:用制冷剂冷却流体.制冷剂有氨（Ammonia)、乙烯、丙烯、冷却水(Chilled water)或盐水(brine). （3）冷凝器（Condenser）：在此单元中,制程蒸汽被全部或部分的转化成液体。

（4)冷却器（Cooler)：用水或空气冷却，不发生相变化及热的再利用。

(5)加热器（Heater）：增加热函,通常没有相变化，用如Dowtherm或热油作为热媒加热流体。

（6)过热器（Superheater):高于蒸汽的饱和蒸汽压进行加热.（7）再沸器（Reboiler）：提供蒸馏潜热至分流塔的底部。

(8）蒸汽发生器（Steam generator）(废热锅炉(waste heat boiler））：用产生的蒸汽带走热流体中的热量。

通常为满足制程需要后多余的热量。

（9）蒸馏器(Vaporizer)：是一种将液体转化为蒸汽的交换器，通常限于除水以外的液体。

(10)脱水器(Evaporator）：将水蒸气浓缩为水溶液通过蒸发部分水分以浓缩水溶液.1.2换热器类型管壳式换热器(Shell and Tube Exchanger):主要应用的有浮头式和固定管板式两种。

－应用：工艺条件允许时,优先选用固定管板式，但下述两种情况使用浮头式：a)壳体和管子的温度差超过30度，或者冷流体进口和热流体进口温度差超过110度;b)容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质。

HTRI7 教程01界面熟悉1.双击快捷图标，打开程序界面：HTRI启动界面2.创建一个“新的空冷器”3.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过<Edit…>来自定义。

4.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据，4.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧；4.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等；5.当输入数据足够所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击"绿灯"图标运行。

02工艺参数输入1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面：2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数2.1 Fluid name –流体名称，这里没有红框，不是必须输入的，就是自己定义下流体描述比如“Propylene”“Oil”“Wet Air”等，要注意的是程序对中文字符不支持，那么大家多写写英文就是了～本帖隐藏的内容2.2 Phase/Airside flow rate units –流体相态/空气侧的流量单位*2.3 Flow rate –流量不必多解释，热侧为质量流量。

2.4 Altitude of unit(above sea level) –海拔高度*2.5 Temperature –流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。

2.6 Weight fraction vapor –重量气相分率，那么全气相就是1，全液相就是0咯。

2.7 Pressure reference –压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。

2.8 Pressure–操作压力。

HTRI管壳式换热器设计基础教程郑州大学化工与能源学院2011年11月HTRI简介美国传热研究协会（Heat Transfer Research Institute）简称HTRI，主要致力于工业规模的传热设备的研究，开发基于试验研究数据的专业模拟计算工具软件，提供完善的产品、技术服务和培训。

HTRI帮助其会员设计高效、可靠及低成本的换热器。

HTRI Xchanger Suite是HTRI开发的换热器设计及核算的集成图形化用户环境，它包括以下几个部分：HTRI.Xist能够计算所有的管壳式换热器，作为一个完全增量法程序，Xist包含了HTRI 的预测冷凝、沸腾、单相热传递和压降的最新的逐点计算法。

该方法基于广泛的壳程和管程冷凝、沸腾及单相传热试验数据。

HTRI.Xphe能够设计、核算、模拟板框式换热器。

这是一个完全增量式计算软件，它使用局部的物性和工艺条件分别对每个板的通道进行计算。

该软件使用HTRI特有的基于试验研究的端口不均匀分布程序来决定流入每板通道的流量。

HTRI.Xace软件能够设计、核算、模拟空冷器及省煤器管束的性能，它还可以模拟分机停运时的空冷器性能。

该软件使用了HTRI的最新逐点完全增量计算技术。

HTRI.Xjpe是计算套管式换热器的软件。

HTRI.Xtlo是管壳式换热器严格的管子排布软件。

HTRI.Xvib是对换热器管束的单管中由于物流流动导致的振动进行分析的软件。

HTRI.Xfh能够模拟火力加热炉的工作情况。

该软件能够计算圆筒炉及方箱炉的辐射室的性能以及对流段的性能，它还能用API350对工艺加热炉的炉管进行设计，并完成燃烧计算。

在本次培训中，们以HTRI.Xist为主，介绍HTRI的使用。

一、换热器的基础设计知识1. 换热器的分类按作用原理和实现传热的方式可分三大类：即混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器，其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U 型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2.换热器设计标准：中国：GB 151 《管壳式换热器》美国：TEMATEMA—Tubular Exchanger Manufacturers Association (管式交换器制造商协会），TEMA标准就是该协会下属的技术委员会编制的一本关于列管式换热器设计、制造和检验的标准，是目前世界上使用最广泛的列管式换热器标准。

HTRI管壳式换热器设计基础教程郑州大学化工与能源学院2011年11月HTRI简介美国传热研究协会（Heat Transfer Research Institute）简称HTRI，主要致力于工业规模的传热设备的研究，开发基于试验研究数据的专业模拟计算工具软件，提供完善的产品、技术服务和培训。

HTRI帮助其会员设计高效、可靠及低成本的换热器。

HTRI Xchanger Suite是HTRI开发的换热器设计及核算的集成图形化用户环境，它包括以下几个部分：HTRI.Xist能够计算所有的管壳式换热器，作为一个完全增量法程序，Xist包含了HTRI 的预测冷凝、沸腾、单相热传递和压降的最新的逐点计算法。

该方法基于广泛的壳程和管程冷凝、沸腾及单相传热试验数据。

HTRI.Xphe能够设计、核算、模拟板框式换热器。

这是一个完全增量式计算软件，它使用局部的物性和工艺条件分别对每个板的通道进行计算。

该软件使用HTRI特有的基于试验研究的端口不均匀分布程序来决定流入每板通道的流量。

HTRI.Xace软件能够设计、核算、模拟空冷器及省煤器管束的性能，它还可以模拟分机停运时的空冷器性能。

该软件使用了HTRI的最新逐点完全增量计算技术。

HTRI.Xjpe是计算套管式换热器的软件。

HTRI.Xtlo是管壳式换热器严格的管子排布软件。

HTRI.Xvib是对换热器管束的单管中由于物流流动导致的振动进行分析的软件。

HTRI.Xfh能够模拟火力加热炉的工作情况。

该软件能够计算圆筒炉及方箱炉的辐射室的性能以及对流段的性能，它还能用API350对工艺加热炉的炉管进行设计，并完成燃烧计算。

在本次培训中，们以HTRI.Xist为主，介绍HTRI的使用。

一、换热器的基础设计知识1. 换热器的分类按作用原理和实现传热的方式可分三大类：即混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器，其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U 型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2.换热器设计标准：中国：GB 151 《管壳式换热器》美国：TEMATEMA—Tubular Exchanger Manufacturers Association (管式交换器制造商协会），TEMA标准就是该协会下属的技术委员会编制的一本关于列管式换热器设计、制造和检验的标准，是目前世界上使用最广泛的列管式换热器标准。

HTRI设计实例-最实用的初学者入门教材目录第1章前言 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 换热器简介 (2)1.2.1 换热器分类 (2)1.2.2 管壳式换热器的结构和使用特点 (3)第2章冷凝器设计 (8)2.1 冷凝器选型 (8)2.1.1 饱和蒸汽冷凝 (8)2.1.2 含不凝气的冷凝冷却过程 (8)2.1.3 安装注意事项 (9)2.2 冷凝器设计依据 (9)2.2.1 管壳式冷凝器类型的选择 (9)2.2.2 换热器合理压降的选择 (10)2.2.3 工艺条件经验温度的选择 (10)2.2.4 管长 (10)2.2.5 管径与管壁 (11)2.2.6 折流板圆缺高度 (11)2.2.7 折流板间距 (11)2.2.8 密封条 (11)2.3 HTRI设计判据 (12)2.3.1 管壳侧流速(velocity) (12)2.3.2 设计余量(overdesign) (12)2.3.3 热阻(thermal resistance) (12)2.3.4 流型 (flow fraction) (13)2.3.5 Window and crossflow (13)2.3.6 常见warning message及解决方法 (13)2.4 HTRI设计实例（HTRI6.0计算） (15)2.4.1 饱和蒸汽的冷凝 (15)2.4.2 含有不凝气的气体冷凝 (29)2.4.3 油气冷凝冷却 (39)第3章结论 (59)3.1 饱和蒸汽冷凝冷凝器数据 (59)3.1.1 饱和蒸汽冷凝器结构数据 (59)3.1.2 饱和蒸汽冷凝器工艺数据 (59)3.2 含不凝气的蒸汽冷凝冷凝器数据 (60)3.2.1 含不凝气的蒸汽冷凝器结构数据 (60)3.2.2 含不凝气的蒸汽冷凝器工艺数据 (60)3.3 油气冷凝冷却冷凝器数据 (61)3.3.1 油气冷凝冷却冷凝器结构数据 (61)3.3.2 油气冷凝冷却冷凝器工艺数据 (61)致62参考文献63第1章前言1.1 课题研究背景及意义我国的能源现状存在着两个突出的问题。

HTRI Exchanger 使用手册一、换热器的基础设计知识1.1 换热器的分类1．按作用原理和实现传热的方式分类(1)混合式换热器；(2)蓄热式换热器；（3）间壁式换热器其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2．按换热器服务类型分类：(1)交换器(Exchanger): 在两侧流体间传递热量。

(2)冷却器(Chiller)：用制冷剂冷却流体。

制冷剂有氨(Ammonia)、乙烯、丙烯、冷却水(Chilled water)或盐水(brine)。

(3)冷凝器(Condenser)：在此单元中，制程蒸汽被全部或部分的转化成液体。

(4)冷却器(Cooler)：用水或空气冷却，不发生相变化及热的再利用。

(5)加热器(Heater)：增加热函，通常没有相变化，用如Dowtherm或热油作为热媒加热流体。

(6)过热器(Superheater)：高于蒸汽的饱和蒸汽压进行加热。

(7)再沸器(Reboiler)：提供蒸馏潜热至分流塔的底部。

(8)蒸汽发生器(Steam generator)（废热锅炉(waste heat boiler)）：用产生的蒸汽带走热流体中的热量。

通常为满足制程需要后多余的热量。

(9)蒸馏器(Vaporizer)：是一种将液体转化为蒸汽的交换器，通常限于除水以外的液体。

(10)脱水器(Evaporator)：将水蒸气浓缩为水溶液通过蒸发部分水分以浓缩水溶液。

1.2换热器类型管壳式换热器(Shell and Tube Exchanger)：主要应用的有浮头式和固定管板式两种。

－应用：工艺条件允许时，优先选用固定管板式，但下述两种情况使用浮头式：a)壳体和管子的温度差超过30度，或者冷流体进口和热流体进口温度差超过110度；b)容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质。

HTRI7 教程01界面熟悉1.双击快捷图标，打开程序界面：HTRI启动界面2.创建一个“新的空冷器”3.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过<Edit…>来自定义。

4.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据，4.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧；4.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等；5.当输入数据足够所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击"绿灯"图标运行。

02工艺参数输入1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面：2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数2.1 Fluid name –流体名称，这里没有红框，不是必须输入的，就是自己定义下流体描述比如“Propylene”“Oil”“Wet Air”等，要注意的是程序对中文字符不支持，那么大家多写写英文就是了～本帖隐藏的内容2.2 Phase/Airside flow rate units –流体相态/空气侧的流量单位*2.3 Flow rate –流量不必多解释，热侧为质量流量。

2.4 Altitude of unit(above sea level) –海拔高度*2.5 Temperature –流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。

2.6 Weight fraction vapor –重量气相分率，那么全气相就是1，全液相就是0咯。

2.7 Pressure reference –压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。

2.8 Pressure–操作压力。

目录一、换热器的基础设计知识 --------------------------------------------------------------------------- - 3 -1.1 换热器的分类 ------------------------------------------------------------------------------------ - 3 -1.2换热器类型 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 4 -1.3换热器壳型及封头选取小结------------------------------------------------------------------- - 5 -二、IST HTRI的应用 --------------------------------------------------------------------------------- - 7 -2.1 方法类型(Method mode) ---------------------------------------------------------------------- - 7 -2.2设计要求： ---------------------------------------------------------------------------------------- - 8 -2.3测量单位设置 ------------------------------------------------------------------------------------- - 8 -2.4流体分配－Fluid Allocation ------------------------------------------------------------------- - 9 -2. 5 HTRI主功能按钮------------------------------------------------------------------------------ - 11 -2. 5. 1 Input-------------------------------------------------------------------------------------- - 11 -2.5.2 Report ----------------------------------------------------------------------------------- - 29 -2.5.3 Graphs------------------------------------------------------------------------------------- - 30 -2.5.4 Drawings ---------------------------------------------------------------------------------- - 30 -2.5.5 Shells-in-Series--------------------------------------------------------------------------- - 30 -三、输出结论---------------------------------------------------------------------------------------------- - 30 -3.1一般结论 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 30 -3.1.1 总传热系数(裕量)不足的调节措施 ------------------------------------------------- - 30 -3.1.2 壳程流速过高的调节措施 ------------------------------------------------------------ - 31 -四、其他类型的换热器---------------------------------------------------------------------------------- - 34 -4.1再沸器(Reboiler) -------------------------------------------------------------------------------- - 34 -五、换热器的系统设计---------------------------------------------------------------------------------- - 35 -5.1换热器的温度测量和控制方案--------------------------------------------------------------- - 35 - 5.2换热器系统设计要求--------------------------------------------------------------------------- - 37 - 5.3 蒸发器系统设计 -------------------------------------------------------------------------------- - 38 - 5.4 再沸器系统设计 -------------------------------------------------------------------------------- - 41 - 5.5 冷凝器系统设计 -------------------------------------------------------------------------------- - 45 - 5. 6 空冷系统设计 ---------------------------------------------------------------------------------- - 48 -HTRI Exchanger 使用手册一、换热器的基础设计知识1.1 换热器的分类1．按作用原理和实现传热的方式分类(1)混合式换热器；(2)蓄热式换热器；（3）间壁式换热器其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2．按换热器服务类型分类：(1)交换器(Exchanger): 在两侧流体间传递热量。

HTRI培训教程1•HTRI软件概述•换热器设计基础•HTRI软件在换热器设计中的应用•换热器性能分析与评价目•换热器故障诊断与排除•HTRI软件在换热器故障诊断中的应用录01 HTRI软件概述软件背景及发展历程创立背景HTRI（Heat Transfer Research, Inc.）成立于1962年，专注于传热和流体流动技术的研发和应用。

发展历程经过数十年的发展，HTRI软件已经成为全球领先的工艺热传递和流体流动模拟软件之一，广泛应用于石油、化工、能源等领域。

最新版本HTRI不断推出新版本，增加新功能和优化算法，提高软件的性能和易用性。

软件功能与应用领域软件功能HTRI软件提供了全面的传热和流体流动模拟功能，包括换热器设计、流体流动模拟、热经济学分析等。

应用领域HTRI软件广泛应用于石油炼制、石油化工、天然气加工、核能、电力、制冷等领域，为工艺设计和优化提供了强有力的工具。

软件界面与操作基础软件界面HTRI软件界面友好，提供了直观的图形化操作界面和丰富的数据展示方式，方便用户进行操作和数据分析。

操作基础用户需要掌握基本的计算机操作技能，如文件操作、数据输入和输出等。

同时，了解传热和流体流动的基本原理和概念，有助于更好地使用HTRI软件。

培训资源HTRI提供了丰富的培训资源和教程，包括在线课程、视频教程、用户手册等，帮助用户快速掌握软件的使用方法和技巧。

02换热器设计基础由管束、壳体、管板、封头等组成，适用于高温、高压和腐蚀性介质。

管壳式换热器由一系列金属板片组成，通过板片之间的波纹槽形成流体通道，具有结构紧凑、传热效率高等特点。

板式换热器由两张平行的金属板卷制而成，形成螺旋通道，适用于粘性较大的流体。

螺旋板式换热器换热器类型与结构热量通过物体内部的分子、原子或电子的相互碰撞传递。

热传导对流传热辐射传热热量通过流体（气体或液体）的流动传递，流体的流动状态（层流或湍流）对传热效果有显著影响。

热量通过电磁波（红外线、可见光等）传递，不需要介质，可在真空中传播。