板式换热器设计指导书

题目：板式换热器设计及其选用目录一、说明书 (2)二、设计方案 (3)三、初步选定 (4)（1）已知两流体的工艺参数（2）确定两流体的物性数据（3）计算热负荷和两流体的质量流速（4）计算两流体的平均传热温差（5）初选换热器型号四、验证 (6)（1）算两流体的流速u（2）算雷诺数Re（3）计算努塞尔特数Nu（4）求两流体的传热系数α（5）求污垢热阻R（6）求总传热系数K，并核算五、核算 (7)（1）压强降△P核算（2）换热器的换热量核算六、结论 (7)七、设计结果 (8)八、附录 (9)表1：板式换热器的污垢热阻图1：多程流程组合的对数平均温差修正系数九、参考文献 (9)一、说明书现有一块建筑用地，建筑面积为12500 m2，采用高温水在板式换热器中加热暖气循环水。

高温水进入板式换热器的温度为100℃，出口的温度为75℃；循环水进入板式换热器的温度为65℃，出口的温度为90℃。

供暖面积热强度为293 kJ／(m2·h)。

要求高温水和循环水经过板式换热器的压强降均不大于100 kPa。

请选择一台型号合适的板式换热器。

（假设板壁热阻和热损失可以忽略）已知的工艺参数：二、设计方案(1) 根据热量平衡的关系，求出未知的换热量和质量流量，同时算出两流体的平均温度差；(2) 参考有关资料、数据，设定总传热系数K，求出换热面积S，根据已知数据初选换热器的型号；(3) 运用有关关联式验证所选换热器是否符合设计要求；(4) 参考有关资料、数据，查出流体的污垢热阻；(5) 根据式求得流体的总传热系数，该值应不小于初设的总传热系数，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；(6) 如果大于初设值，则再进一步核算两流体的压强降和换热量，是否满足设计要求，否则改换其他型号的换热器，由（3）开始重新计算；(7) 当所选换热器均满足设计要求时，该换热器才是合适的。

三、初步选定（1）已知两流体的工艺参数高温水t1′= 100℃t1〞= 75℃△P1≤100 kPa循环水t2′= 65℃t2〞= 90℃△P2≤100 kPa（2）确定两流体的物性数据高温水的定性温度为：循环水的定性温度为：根据定性温度，分别查取两流体的有关物性数据：① 热的一侧（高温水）在87.5℃下的有关数据如下：密度ρ1 = 970.17 kg／m3定压比热容 cp1 = 4.196 kJ／(kg·℃)导热系数λ1 = 0.67425 W／(m·℃)流体运动黏度ν1 = 0.355×10-6 m2／s 普兰特数 Pr1 = 2.145② 冷的一侧（循环水)在77.5℃下的有关数据如下：密度ρ2 = 976.3 kg／m3定压比热容 cp2 = 4.18 kJ／(kg·℃)导热系数λ2 = 0.669 W／(m·℃)流体运动黏度ν2 = 0.4205×10-6 m2／s普兰特数 Pr2 = 2.465（3）计算热负荷和两流体的质量流速热负荷：高温水质量流速：循环水质量流速：（4）计算两流体的平均传热温差对数平均温度差：循环水的传热单元数：由<图1>查得，取：Ф = 0.942，则平均传热温差：（5）初选换热器型号根据两流体情况，假设K′=3100 W／(m2·℃)，故：传热面积：由换热器系列标准中初选BR0.3型板式换热器，有关工艺参数如下：换热面积 So = 35 m2流程组合单板换热面积 Ao = 0.368 m2单流道截面积Aε = 0.0013392 m2当量直径 de = 0.0072 m板片厚度δo = 0.0008 ( 材料为18.8不锈钢 )传热和压降计算关联式如下：若采用此换热器，则要求过程的总传热系数K≥3100 W／(m2·℃)。

板式换热器技术规格书技术规格书一、产品概述二、技术参数1.换热面积：板式换热器的换热面积为XXX平方米。

2.最大设计压力：板式换热器的最大设计压力为XXXMPa。

3.最大设计温度：板式换热器的最大设计温度为XXX℃。

4.工作介质：板式换热器的工作介质为XXX。

5.流量范围：板式换热器的设计流量范围为XXXm³/h。

6.热传导系数：板式换热器的热传导系数为XXXW/(m²·℃)。

7.腐蚀防护：板式换热器的腐蚀防护采用XXX材质。

三、技术要求及性能指标1.换热效率：板式换热器的换热效率应达到XXX以上。

2.压降：板式换热器的单侧压降不应超过XXXPa。

3.泄漏率：板式换热器在最大设计压力下的泄漏率不得超过XXX%。

4.清洗周期：板式换热器的清洗周期应不少于XXX个工作周期。

5.尺寸要求：板式换热器的尺寸应符合设计要求，横截面积及顶底板厚度应满足强度要求。

6.耐压性能：板式换热器应能承受设计压力下的静压试验。

7.使用寿命：板式换热器的设计使用寿命为XXX年。

8.安全性：板式换热器的安全系统应符合国家相关安全标准，并具备过压、过温等保护功能。

四、检测与验收1.板式换热器应符合国家相关标准和技术规范的要求，并具备产品合格证明文件。

3.出厂前应对板式换热器进行全面检查和验收，确保产品质量符合技术规格书的要求。

五、工程实施要求1.板式换热器的设计、制造、安装和调试应符合国家相关规范和标准。

2.板式换热器的安装过程中，应注意避免与其他设备、管线等发生碰撞，保证设备的完好无损。

3.设备安装完成后，应进行调试并记录相关参数以验证板式换热器的性能。

4.设备维护保养应按照制造商提供的操作手册进行，并定期对设备进行检查和维护。

六、售后服务1.供应商将提供一份完整的产品操作手册，包括设备的使用、安装、维护等内容。

2.提供一年的免费维修保修服务，保证设备正常运行。

3.供应商将提供技术支持，协助用户解决设备运行中的问题。

板式换热器组装指导书1板式换热器应按流程组合设计图进行组装。

2板片在装配前应进行清洗，垫片槽和波纹表面不应有污物。

3当垫片用粘结剂粘贴在板片垫片槽内时，不应有扭曲与松脱，若采用其它非粘贴方法将垫片固定在板片垫片槽内时，亦不应有扭曲和偏离板片垫片槽等情况。

4装配U型托架和上下导柱时要保持水平，不能出现倾斜现象。

5组装时，宜均匀对称地拧紧夹紧螺柱（或顶杆），以保持板片的平行状态。

组装后，当夹紧尺寸L小于1000mm时，两压紧板间的平行度偏差不应大于2mm，当夹紧尺寸L大于或等于1000mm时，两压紧板间的平行度偏差不应大于夹紧尺寸L的3‰，且不大于4mm。

艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。

ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。

ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。

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板式换热器设计指导书胡雨燕热能与环境工程研究所2006-10-15一、 板式换热器简介1.1可拆式板式换热器的基本结构板式换热的基本构造如图1所示。

图1 板式换热器的基本构造板片是传热元件，一般由0.6~0.8mm的金属板压制成波纹状，波纹板片上贴有密封垫圈。

板片按设计的数量和顺序安放在固定压紧板和活动压紧板之间，然后用压紧螺柱和螺母压紧，上、下导杆起着定位和导向作用。

固定压紧板、活动压紧板、导杆、螺柱、螺母、前支杆可统称为板式换热器的框架；众多的板片、垫片可称为板束。

分析以上的结构和零部件的组成，可见其零部件品种少，且通用性极强，这十分有利于成批生产及使用维修。

1.2可拆式板式换热器的基本参数1.2.1 单板计算换热面积a在垫片内侧参与换热部分的板片展开面积。

按式（1）计算：1a a ⋅=φ （1）式中：—单板计算换热面积，；a 2m φ—展开系数，板片展开面积与投影面积之比，按式（2）计算tt '=φ （2）式中：'t —波纹节距展开长度，mm ； t —波纹节距（如图2 所示），mm ；1a —在垫片内侧参与换热部分的板片投影面积，。

2m 注:若导流区与波纹区波纹节距相差较大时，应分别计算导流区与波纹区的换热面积，两者相加1.2.2 单板公称换热面积经圆整后的单板计算换热面积，一般圆整到小数点后2位。

如单板计算换热面积为0.346，圆整后的公称换热面积为0.35。

2m 2m 图21.2.3 板间距b板式换热器相邻两板片间的平均距离b ，如图2 所示。

1.2.4 当量直径De四倍的板间通道截面积与其湿润周边之比，按式（4）计算。

b SA D se 24≈=（4） 式中：—通道截面积，s A 2m S —参与传热的湿润周长，m 。

1.2.5 换热器换热面积A经圆整后的整台板式换热器中有效换热板片数(板片总数减2)与单板计算换热面积之积，按式（5）计算：)2(−=p N a A （5）式中：—板片总数。

该项目来源于燕化正邦公司大型石化用板式换热器研发项目。

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。

国外自20世纪30年代开始,板式换热器的应用已非常普遍。

我国20世纪70年代,开始批量生产板式换热器。

近年来,板式换热器技术日益成熟,与传统管壳式换热器相比,其占地面积小、传热效率高、体积小、重量轻、污垢系数低、拆卸方便、板片品种多、适用范围广,在各个行业得到了广泛应用。

但是，传统板式换热器大多是可拆式的，主要以橡胶垫片密封，通常承压在2.0 MPa以下、耐温在200℃以下、容易泄漏，因此在石油化工装置中很少使用。

目前，板式换热器技术的发展趋势是:第一,板式换热器单元和单片面积大型化。

第二,采用无密封垫连接技术。

第三,由一种规格的板片设计几种不同波形夹角,以满足有不同压力降要求的场合。

第四,板片材料多样化,已使用了不锈钢、钛合金、高铬镍合金、蒙乃尔哈氏合金等材料,甚至还推出了石墨式换热器。

这促使产生了一种新型板式换热器---全焊接板式换热器，它具有以下优点：第一，组装、运输、吊装简单，便于向超大型发展。

第二，可采用多种不同的波纹板片作为传热元件，具有传热效率高、压降小、结构紧凑、占地面积小、金属耗量低等优势。

第三，采用焊接密封，避免了传统板式换热器胶垫密封受温度、压力的限制，设备的可靠性得到大幅提高。

适合装置长周期高可靠运行，特别是可以解决一些工业装置大型化或扩容改造由于设备庞大难以制造或受空间限制场地不足的矛盾。

符合当前国家节能环保的产业政策，在石化、电力、冶金、环保等行业具有非常广阔的推广使用前景。

国外如瑞典阿法拉伐公司生产的紧凑型COMPABLOC换热器是全焊接的,该产品核心部件采用零腐蚀的设计理念，板片及与介质接触的部位均由316L或其他高等级耐腐材料，板片厚度通常不小于1mm，非常适用于化学侵蚀性非常强的工况,适用于处理高温和高压,液体/液体工位,以及用作冷疑器、再沸器的蒸气加热器。

......南京工业大学《材料工程原理 B》课程设计设计题目：板式换热器设计2－油处理能力 20000 公斤油 / 小时专业：高分子材料班级：学号：姓名：日期：2013 、1、 4----2013、1、14指导教师：张老师设计成绩：日期：高材 1001 班---- “板式换热器设计组2”任务书（一）设计题目板式换热器设计－油处理能力 20000 公斤 / 小时（二）设计任务及操作条件1、处理能力见下表2、设备型式板式换热器3、操作条件（1）油：入口温度 70℃，出口温度 40℃（2）冷却介质：工业硬水，入口温度 20℃，（3）水的流量为 20000kg/h（4）油侧与水侧允许压强降：不大于 105 Pa（5）油定性温度下的物性参数：名称Cp (kj/ ㎏.℃)（Pa.s）(W/m. ℃)（k g/m 3）油850 1.8 3.2×10-30.12目录一、设计方案简介 (5)1.1 板式换热器简介 (5)1.2 板式换热器的应用 (5)1.3 板式换热器的组装形式 (5)1.4 板式换热器的各种选择 (6)（ 1）类型的选择 (6)（ 2）板型的选择 (6)（ 3）单片面积的选择 (6)（ 4）流速的选择 (7)......（ 5）流程的选择 (7)（ 6）流向的选择 (7)（ 7）流道数的选择 (8)二、工艺流程简图 (8)三、工艺计算和主题设备设计 (9)3.1确定物性数据 (9)1热负荷 (9)2平均温差 (9)3定性温度下物性数据 (10)4初估换热面积及初选板型 (10)5 核算总传热系数 (12)6传热面积 (12)7压差计算 (12)四、设计结果一览表 (14)五、附图 (15)六、辅助设备的选择 (16)七、参考文献 (17)七、课程设计感言 (18)一、设计方案简介选择设计方案的原则是保证达到工艺要求的热流量，操作上要安全可靠，结构上要简单，可维护性好，要能节省操作费用和设备投资，设计方案主要包括：1.1 板式换热器简介板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。

空调器主关件设计指导书换热器编制：审核：会签：审定：批准：青岛海尔空调电子有限公司目录一、总述1、用途 (3)2、参考资料及参考标准 (3)二、设计步骤1、基本原理及性能指标 (3)2、产品选型2.1 产品类型 (4)2.2产品主要结构及材料选择要求 (4)3、设计计算 (7)4、安装规范要求 (11)三、设计雷区及规避措施 (11)四、检验要求 (12)一、总述1、用途这份换热器设计指导书，涉及到所有换热器的分类、换热器的选型、设计标准、安装规范，曾出现的社会问题，保证换热器的稳定可靠性。

2、参考资料及标准2.1参考资料《制冷换热器设计》、《制冷原理及设备》、《传热学》2.2参考标准Q/HKT J05101-1999 热交换器JB/T7659.4-1995 氟利昂制冷装置用干式蒸发器JB/T7659.5-1995 氟利昂制冷装置用翅片式换热器JB/T4750-2003 《制冷装置用压力容器》GB 150 《钢制压力容器》JB4734 《铝制压力容器》JB4745 《钛制压力容器》二、设计步骤1、换热器基本原理及性能指标1.1换热器基本原理在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备，称为换热器.在这种设备中，至少有两种温度不同的流体参与传热。

一种流体温度较高，放出热量；另一种流体温度较低，吸收热量。

但是有的热交换器中也有多于两种温度不同的流体在其中传热的，例如空分装置中的可逆式板翅热交换器。

1.2换热器性能指标1）传热性能保证满足生产过程所要求的热负荷。

热交换强度高，热损失少，在有利的平均温差下工作。

2）阻力性能保证较低的流动阻力，以减少热交换器的动力消耗。

3）机械性能强度足够及结构合理。

要有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构，运行可靠。

4）经济性能经济上合理是指换热器在满足了其他性能指标的同时，自身的全部费用（包括设备费，运行费等多方面的费用）达到最小。

此外，一台较完善的换热器还应该便于制造，安装和检修，设备紧凑（这对大型企业，航空航天，新能源开发和余热回收装置更有重要意义）等。

板式换热器安装版本 2.0页码 2 of 5发行日期2015.07.25 生效日期2015.07.24 复审日期1编制目的1.1指导板式换热器安装。

2适用范围2.1适用于一般工业和民用项目热水系统、空调水系统、工艺冷却水等系统水水板式换热器的安装。

3引用标准及编制依据3.1GB50242-2002 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》3.2公司相关质量标准：《现场施工质量标准—工艺冷却水系统：编号：ZLBZ-LQS-01》4施工准备4.1准备必须的吊装工具，检查设备基础的平整度，并通知相关单位验收，勘察现场及搬运路线，清理阻碍行进的障碍物。

4.2按照下表对基础位置和基础尺寸进行复检4.3通知相关单位进行设备的开箱验收，在设备完好资料齐全的前提下开始进行吊装。

5工艺流程板式换热器安装版本 2.0页码 3 of 5发行日期2015.07.25 生效日期2015.07.24 复审日期6操作流程及技术要求6.1起吊：应按板式换热器标牌上的标示重量选用合适的吊索，并通过吊装孔吊运板式换热器，将换热器水平放在设备安装基础上，禁止用缠绕板束的方式吊运板式换热器；6.2管路连接：板式换热器的管道要严格按照接口指示牌连接，流体进口处安装合适的过滤器。

为便于维修板式换热器，各接管上要安装切断阀门。

为了监测板式换热器工作状态，应在板式换热器各接口管道上安装温度表和压力表。

在靠近换热器处要避免进行管道焊接，以免损坏保护板和密封垫片。

如果要在活动压紧板上连接管路，见下图（1）管子①和弯头②应在上导杆全长上拆卸，以便清洗和检查，见下图（2）。

装在活动压紧板③上的管路必须是柔性的以便重新压紧板束。

可以采用波纹管。

所有的管路必须增加紧固支架，使板式换热器免受额外应力。

图（1）图（2）6.3板式换热器绝热时应将板换全部进行保温，包括板换底部不容易施工位置以及板换预留增加组片的伸长螺杆板式换热器安装版本 2.0页码 4 of 5发行日期2015.07.25 生效日期2015.07.24 复审日期6.4公司相关质量标准的要求：板式换热器 管口、方位、地脚螺栓孔、基础的位置与施工图、设备技术文件相符，各管路应清洁和畅通，在安装前管口全部封闭状态安装偏差坐标 15mm标高 ±5mm垂直度 （每米） 5mm悬浮固体含量浊度，不宜大于10 NTU（悬浮物颗粒大于1μm；浊度颗粒粒径1nm～1μm，前者是过滤法，后者是光学原理）冷却水回水（板式换热器进口）蝶阀安装方向正确、温度计数值正确，压力表已经校验，压力稳定，安装位置正确，偏心变径顶平，所连接的法兰垫为四氟垫，螺栓方向正确、紧固与螺母平齐，法兰与设备连接处用双头螺栓连接且受力均匀；设备入口处的管道最低点安装泄水阀，管道走向符合设计要求冷却水供水（板式换热器出口）蝶阀安装方向正确、温度传感器与冷冻水回水气动阀连接控制符合要求、温度计数值正确、压力表已经校验，压力稳定，安装位置正确，偏心变径顶平，所连接的法兰垫为四氟垫，螺栓方向正确、紧固与螺母平齐，法兰与设备连接处用双头螺栓连接且受力均匀；设备出口的管道最低点安装泄水阀，管道走向符合设计要求冷冻水供水（板式换热器进口）蝶阀安装方向正确、温度计数值正确，压力表已经校验，压力稳定，安装位置正确，偏心变径顶平，所连接的法兰垫为四氟垫，螺栓方向正确、紧固与螺母平齐，法兰与设备连接处用双头螺栓连接且受力均匀；设备入口处的管道最低点安装泄水阀，管道走向符合设计要求冷冻水回水（板式换热器出口）蝶阀安装方向正确、冷冻水回水气动阀与冷却水供水温度传感器连接控制符合要求、温度计数值正确、压力表已经校验，压力稳定，安装位置正确，偏心变径顶平，所连接的法兰垫为四氟垫，螺栓方向正确、紧固与螺母平齐，法兰与设备连接处用双头螺栓连接且受力均匀；设备出口的管道最低点安装泄水阀，管道走向符合设计要求6.5安装后运行注意事项6.5.1板式换热器对压力冲击敏感，往往会发生在试运行时，切换时和初次启动时等。

板式换热器作业指导书文件编号：HRBCP 版次/修改号：A/0 页数：第 1 页共 2 页1. 目的为正确指导员工操作，提高工作效率，确保机器设备正常运转，特制定本作业指导书。

2．范围适用于板式换热器操作岗位的作业指导。

3．权责3.1由板式换热器操作工负责操作运行。

3.2由维修主管及维修班长负责操作运行的监督、检查、和管理。

3.3由品控人员负责各质量控制点的监控。

4. 定义无5. 作业内容5.1 开机前5.1.1将水箱备满水。

5.1.2启动补水泵将机组将板式换热器和二次水循环水泵及二次水管路系统充满水，并排净内部空气。

5.1.3确认循环泵出口阀门处于全闭状态，将循环泵进口阀门全开。

5.2开机5.2.1接通电源，启动二次水循环水泵，随后缓慢打开出口阀门。

5.2.2在循环泵试车的二十分钟内，应不断检测水泵电机的温度升高值，并检查整个管网是否有漏点。

5.2.3在确认循环泵及管网工作正常后，缓慢打开板换上的热源进出口阀门，使流量逐渐达到规定要求。

5.2.4 调整控制面板上的预定温度和回水温度，使其达到设定值。

5.3 关机5.3.1缓慢关闭换热器热源进口阀，再关闭其出口阀，切断热源。

5.3.2缓慢关闭二次水循环水泵出口阀，随后停泵，切断电源。

5.4 注意事项5.4.1严禁换热器在无二次水运行状况下注入热源。

机组启动时，应先注入二次水运行，后注入热源。

5.4.2停机时应先切断热源进出口，后停泵。

禁止频繁切换二次水循环水泵。

5.4.3操作阀门应慢，以防水锤，损坏设备。

5.4.4热源注入机组的流量必须逐渐增大，使换热器密封垫缓慢受热，均匀膨胀。

注入热源达到规定流量的时间不得少于30分钟。

6. 相关文件无制定审核批准生效日期分发号7. 相关记录换热站操作记录8. 附件无文件标准用纸Page 2 of 2。

设计3.1 符号Aa——预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm2；Ab——实际使用的夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm2；Am——需要的夹紧螺柱总截面积，mm2；Ap——工作状态下，需要的最小夹紧螺柱总截面积，以螺纹小径计算或以无螺纹部分的最小直径计算，取较小值，mm2；a2——被垫片槽中心线包容的板片投影面积，mm2；B——垫片有效密封宽度，mm；b——板间距，mm；b1——固定压紧板内侧至中间隔板自重作用点的距离，mm；b2——固定压紧板内侧之活动压紧板自重作用点的距离，mm；C1——中间隔板自重作用点至支柱内侧间的距离，mm；C2——活动压紧板自重作用点至支柱内侧间的距离，mm；d——夹紧螺柱小径或无螺纹部分的最小直径，取较小值，mm；F0——作用于a2上的流体静压力，N;Fp——工作状态下，需要的最小垫片压紧力，N；F1——中间隔板自重，N;F2——活动压紧板自重，N；f——上导杆受载所引起跨度中点的挠度，mm；f1——上导杆自重所引起跨度中点的挠度，mm；f2——板片及所充介质（水或其它流体取密度大者）重力所引起的上导杆跨度中点的挠度，mm；f3——中间隔板自重所引起的跨度中点的挠度，mm；f4——活动压紧板自重所引起的上导杆跨度中点的挠度，mm；H——上下导杆内侧间的距离，mm；J——上导杆惯性矩，mm4；L——夹紧尺寸，固定压紧板内侧至活动压紧板内侧间的距离，mm，L=（s0+b）Np+n1s2L1——导杆长度（固定压紧板内侧至支柱内侧间的距离），mm；L2——夹紧螺柱长度，mm；l——垫片中心线的展开长度，mm；l1——板片长度，mm；m——垫片系数，橡胶：m=1，石棉：m=2；Np——板片总数；n——夹紧螺柱数量；n1——中间隔板数量；p——设计压力，Mpa；q1——上导杆自重均布载荷，N∕mm；q2——板片及所充介质（水或其它流体取密度大者）所引起的均布载荷，N∕mm；s——板片厚度，mm；s1——压紧板厚度，mm；s2——中间隔板厚度，mm；s3——垫片名义厚度，mm；Wa——预紧状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷（即预紧状态下，需要的最小垫片压紧力），N ；W p ——工作状态下，需要的最小夹紧螺柱载荷，N ； y ——垫片比压力，橡胶：y=1.4Mpa ，石棉：y=11Mpa ； [σ]b ——常温下夹紧螺柱材料的许用应力，Mpa ； [σ]t b ——设计温度下夹紧螺柱材料的许用应力，Mpa ； δ——夹紧螺柱上的螺母与垫圈之和，mm 。

工程热力学与传热学课程设计管壳式换热器设计说明书目录一、设计任务书———————————11、换热器的概念及意义2、固定管板式换热器构造3、工作原理4、设计参数二、设计计算书———————————31、换热管的材料、内径、长度、管间距等确实定2、壳体内径3、管程接收直径4、折流板缺口高度、间距、数目以及折流板直径5、壳程接收直径确实定6、传热面积和传热面积之比三、计算表格四、设计结果汇总表—————————7五、设计自评————————————8六、参考文献————————————9一、设计任务书1、换热器的概念及意义在化工生产中为了实现物料之间能量传递过程需要一种传热设备。

这种设备统称为换热器。

在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进展着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝。

换热器就是用来进展这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递到温度较低的流体，以满足工艺上的需要。

它是化工炼油，动力，原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速开展的化工炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。

换热器在化工生产中，有时作为一个单独的化工设备，有时作为某一工艺设备的组成局部，因此换热器在化工生产中应用是十分广泛的。

任何化工生产中，无论是国内还是国外，它在生产中都占有主导地位。

2、固定管板式换热器构造3、工作原理：管壳式换热器和螺旋板式换热器、板式换热器一样属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。

管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。

4、设计参数：二、设计计算书根据设计任务书进展设计计算：204565''2'1max =-=-=∆t t t ℃ 252550'2''1min =-=-=∆t t t ℃热损失系数取0.98传热量：()()kJ t t c M Q L p 48098.0506561.244.14''1'121=⨯-⨯⨯=-=η 冷却水量：()()s kg t t c M p 73.52545187.4480'2''222=-⨯=-逆流时的对数平均数温差：41.222025ln 2025ln minmax min max 1=-=∆∆∆-∆=∆⋅t t t t t c m 参数;P 、R5.025652545'2'1'2''2=--=--=t t t t P 75.025455065'2''2''1'1=--=--=t t t t R设计本管壳式换热器为2壳程-4管程<2-4>型，那么975.0=ψ 有效平均温差：85.214.22975.01=⨯=∆=∆⋅c m m t t ψ 初选传热系数：()C kg w K ︒⋅=300'0 估算传热面积：2'0'022.7385.21300480000m t K Q F m =⨯=∆= 管子材料：铝制管5.320⨯φ管程所需流通截面：222100573.0110003.57m M A t =⨯==ωρ每程管数：根43013.000573.044221=⨯⨯==ππd A n t每根管长：m l d nZ F l t 60'0==取π管子排列方式为：等边三角形 管间距s=26mm 分程隔板槽处管间距mm l E 40=平行于流向的管距mm s s p 5.2230cos =⨯=ο垂直于流向的管距mm s s n 1330sin =⨯=ο 拉杆直径取12mm 估计管壳直径mm 400≤ 管排列可做如下草图那么六边形层数为6层，一台管子数为86=t n ，一台拉杆数为4根一台传热面积为24.32602.086m dl n c =⨯⨯⨯=ππ 两台传热面积：2''08.64m F =管束中心至最外层管束中心距离为0.135m ，管束外缘直径m D L 29.0=壳体m 325.0取S D 那么长径比5.18325.06==s D l管程接收直径：6895.511100073.513.113.122⨯=⨯==φρω取M D 管程雷诺数：1793110725013.010001Re 621222=⨯⨯⨯==-μρωd 管程换热系数：52469.417931023.0013.0621.0Re 023.04.08.04.08.0122=⨯⨯⨯=⨯=τλαP d 折流板形式选弓形，折流板缺口高度m D h S 08.035.025.025.0=⨯== 折流板的圆心角为120度，折流板间距取m l s 4.0=，折流板数目为14块，折流板上管孔数为60个，折流板上管孔直径m d H 0204.0=，通过折流板管子数为56个，折流板缺口处管子数为30根，折流板直径m D b 3.0=。

《板式换热器和板式换热装置的技术和应用手册》前言板式换热器和板式换热机组是工业传热过程中必不可少的设备，几乎应用于包括动力、化工、冶金、食品、轻工等一切工业部门；同时，它也是空调、供热中的重要组成部分；在可持续发展的国策下，它还是余热利用、太阳能利用、海水利用、污水利用、地热利用中的关键设备。

随着技术的进步，以及节约资源和能源的紧迫性，近几年来开发了一系列新型的板式换热器，如可拆式、全焊式、钎焊式、板壳式等，并从板式换热器发展至板式换热装置，如蒸发装置、热泵装置、制冷装置、热力机组、催化重整装置、燃气冷凝回收装置等。

适用范围越来越广，需要量越来越多，生产量也越来越高。

但尚没有较完善的新型板式换热器和新型板式换热装置的结构、原理、特性、布置、选型、安装和运行等技术和应用手册。

为了满足市场的需求，为了给工业、空调、供热、新能源利用和余热利用的设计、应用、施工、运行人员提供相关数据和资料，为了给热能工程专业人员提供教材。

成立了由板式换热器专家、板式换热器标准委员会成员、制造专家、专利发明人、设计、施工和用户组成的编委会。

编委会编写本书的原则是为各应用领域的用户、设计、施工、运行人员提供一本技术和应用手册。

既然是一本工具书，内容则必须齐全、精练、简明、实用。

既全又简，既符合科学性，又满足实用性的技术应用手册，使之能真正起到开拓眼界，简化设计计算，提高工作效率，方便实际应用的作用，成为各领域的与换热有关的工程技术人员的得力助手和可靠工具。

本书分为技术篇和应用篇等二篇共十五章。

第一篇主要的内容是提供板式换热器和板式换热装置的基础理论、性能、设计计算方法，性能试验和运行维护，同时也叙述了板式换热器的现况和发展趋势。

第二篇的主要作用是向工业、空调、采暖、新能源等各领域的用户、设计、施工和运行人员介绍了板式换热器和板式换热装置的应用原理和方法。

同时以实例的形式，简明扼要地叙述了应用的方式、设计的方法和节能、经济、环保效益。

管板式换热器设计说明书
管板式换热器是一种常见的换热设备，其设计说明书应包含以下
内容：
一、设计原理和工作条件
1.1 设计原理：介绍管板式换热器的工作原理，包括热传递方式、热传递系数等。

1.2 工作条件：介绍管板式换热器工作的环境条件，包括温度、
压力、介质、流量等。

二、设计参数和技术要求
2.1 设计参数：包括管板式换热器的几何尺寸、热传递面积、管
子数量、管子长度、管子直径等。

2.2 技术要求：包括制造工艺要求、材料要求、焊接工艺要求、
检验标准等。

三、管板式换热器结构设计
3.1 部件结构设计：包括换热器筒体、管子、管板、法兰等部件
的结构设计。

3.2 热传递面积的确定：根据设计要求和工艺条件，确定管板式
换热器的热传递面积大小。

3.3 管板的设计：根据管子的数量、直径、长度等参数，设计管板。

四、管板式换热器焊接和检验
4.1 焊接工艺：根据设计要求和管板式换热器的材料特性，选择适合的焊接工艺和焊接参数。

4.2 焊接质量控制：包括焊接过程的控制和焊缝的质量控制。

4.3 检验标准：根据设计要求和国家相关标准，对管板式换热器进行检验，确保其符合设计要求和工艺要求。

五、管板式换热器安装和维护
5.1 安装说明：根据现场环境和管板式换热器的结构特点，制定安装方案和安装要求。

5.2 维护保养：介绍管板式换热器的维护保养要求，包括清洗、防腐、检查等。

换热器设计指导书换热器设计指导书换热器（Heat Exchanger）是一种能够促进热量传递的机械装置。

通过使用换热器，能够在两个流体之间传输热量，从而使它们达到期望的温度。

换热器被广泛应用于化工、航空、制造和许多其他领域。

本文将为你介绍一份换热器设计指导书，帮助你设计高效的换热器。

一、需求分析在设计换热器前，需要进行需求分析，以确保换热器设计可以满足实际情况的要求。

以下是需求分析的一些关键步骤：1. 定义工作条件：工作条件应包括温度、压力、流量和介质性质。

这些条件会影响到设计方案的选择，所以必须非常准确地测量。

2. 确定热量传递量：计算所需的热量传递量，并将此作为换热器设计的基础。

该计算需要考虑热量来源和热量去处之间的温度差异。

3. 确定流体的特性：在设计换热器时，需要了解液体和气体的特性。

这包括粘度、密度、电导率、热传导率和比热容。

这些特性需要考虑到流体设计中。

二、换热器类型在换热器设计时，需要了解不同类型的换热器，以便选择最适合的类型。

以下是一些常见的换热器类型：1. 管壳式换热器：由管束和壳体组成，流体通过管束和壳体，热量在两个流体之间传递。

2. 板式换热器：将许多平板压花的板子组合起来，热量在板子之间传递。

3. 螺旋式换热器：由两个相互螺旋的通道组成，冷流和热流穿过通道。

4. 涡轮式换热器：由内部旋转的转子和固定的外壳组成，液体在转子和外壳之间流过从而实现热传递。

以上列举的换热器类型并不是全部，但都是常见的换热器类型。

在选择适当的换热器类型时，需要考虑流体类型、传热参数、节能效果和成本。

三、换热器尺寸在设计换热器时，还需要考虑换热器的尺寸。

换热器尺寸可以影响热量传递效率。

以下是一些建议：1. 尽可能增大管子或板子的长度。

2. 最小化壳体或板式换热器的厚度。

3. 尽可能使用小口径管道和板子。

4. 直径为1英寸（2.54厘米）的管子是实现高效传热的最佳选择。

五、结论换热器设计需要综合考虑很多因素，如工作条件、热量传递量、流体特性、换热器类型和尺寸等。