列管式换热器结构设计示例参考课件

材料选择
高温材料
对于高温工况，选择耐高温、抗氧化、抗腐 蚀的材料，如不锈钢、镍基合金等。
腐蚀性介质
对于腐蚀性介质，选择耐腐蚀、防腐蚀的材 料，如钛合金、聚四氟乙烯等。
低温材料
对于低温工况，选择耐低温、抗脆化的材料， 如铝合金、铜合金等。
压力容器材料
根据压力需求，选择具有足够强度和稳定性 的材料，如碳钢、低合金钢等。
建立设备维修与保养记录，便于追踪设备运行状况和及时发现潜在问题。
05
列管式换热器的故障诊断与处理
常见故障及原因
列管堵塞
由于列管内壁结垢、腐蚀或异物堵塞 等原因，导致传热效率下降。
列管破裂
由于列管材质缺陷、焊接质量差或使 用过程中受到过大的压力或温度波动， 导致列管破裂。
热效率低
由于传热面积不足、传热介质流量不 足或传热温差过小等原因，导致换热 器热效率低下。
特点
结构紧凑、传热效率高、适应性 强、操作定、可处理高热量和 腐蚀性介质等。
工作原理
01
热流体通过列管内部，被加热或 冷却的流体在列管外部流动，通 过列管壁进行热量交换。
02
热量通过列管壁从热流体传递到 被加热或冷却的流体，实现热量 交换。
类型与结构
固定管板式
管板与壳体焊接在一起，结构 简单，适用于壳程压力不高、
03
列管式换热器设计
设计参数
传热面积
根据工艺要求，计算所需的传热面积，确保 热量交换的效率和效果。
传热效率
选择合适的传热方式，如导热、对流、辐射 等，以提高传热效率。
压力等级
根据工艺压力需求，选择合适的压力等级和 耐压材料，确保设备安全。
温度范围
根据工艺温度需求，选择耐温材料和结构， 确保设备在规定的温度范围内工作。

三、传热计算基本方程
5、传热膜系数的计算（续） 4)过渡流区域 当Re ＝2300～10000
'

1

6 105 Re 1.8
式中 α’——过渡流区域管程传热膜系数； α——由前面式求得
三、传热计算基本方程
5、传热膜系数的计算（续） （2）壳程传热膜系数 当换热器内无挡板时，壳程流体可按平行管束流动
du
0.8


c
1
3
w
0.14

式中
(μ/μw)0.14——考虑热流方向的校正项
液体被加热时， (μ/μw)0.14 ＝1.05；
液体被冷却时， (μ/μw)0.14 ＝0.95；
对于气体，不论是加热还是冷却， (μ/μw)0.14 ＝1
5、传热膜系数的计算（续）
定性温度：除μ w取壁温外，其余均取流体进出口 的算术平均温度。
2)湍流流动区域
对于低粘度流体(小于水的粘度的两倍)，当Re＞
10000，Pr= 0.7～120，d/L＞60时


0.023
d

du
0.8


c
n
式中流体被加热时，n＝0.4；流体被冷却时n＝0.3。
二、操作条件的确定
1、换热器内流体通入空间的选择（续） (3)有腐蚀性的流体应走管程，这样，只有管子、管
板和管箱需要使用耐腐蚀的材料，而壳体及管外空间的 其他零件都可以使用比较便宜的材料。
(4)压力高的流体走管程，因为管子直径小，承受压 力的能力好，还避免了采用高压壳体和高压密封。
(5)有毒的流体走管程，减少泄漏的机会。 (6)饱和蒸汽一般走壳程，便于冷凝液的排出 (7)被冷却的流体走壳程，便于散热。

化工设备课件列管式换热器
化工设备课件列管式换热器
第四节 温差应力
▪ 一 管壁与壳壁温度差引起的温差应力
▪
t=αt(tt-t0)L
▪
s = αs(ts-t0)L
▪ 管子所受压缩力等于壳体所受拉伸力。
则根据虎克定律可知管子被压缩的量为
▪
t- =FL/E t A t
▪ 壳体被拉伸的量为
▪
- s =FL/E s.A s
化工设备课件列管式换热器
2．浮头式换热器
▪ 这类换热器，一端管板 是固定的，另一端管板可 在壳体内移动，因而管、 壳间不产生温差应力。管 束可以抽出，便于清洗。 但这类换热器结构较复杂， 金属耗量较大。浮头处如 发生内漏时不便检查。管 束与壳体间隙较大，影响 传热。
化工设备课件列管式换热器
三 管壳式换热器机械设计内容
化工设备课件列管式换热器
化工设备课件列管式换热器
化工设备课件列管式换热器
二 管子拉脱力的计算
▪ 换热器在操作中，承受流体压力和管壳壁的 温差应力的联合作用，这两个力在管子与管板的 连接接头处产生了一个拉脱力，使管子与管板有 脱离的倾向。拉脱力的定义是管子每平方米胀接 周边上所受到的力．单位为帕．对于管子与管板 是焊接连接的接头，实验表明，接头的强度高于 管子本身金属的强度，拉脱力不足以引起接头的 破坏；但对于管子与管板是胀接的接头，拉脱力 则可能引起接头处密封性的破坏或使管子松脱。 为保证管端与管板牢固地连接和良好的密封性能 必须进行拉脱力的校核。
化工设备课件列管式换热器
在操作压力作用下，每平方米胀接周边所受到的力qp ▪ 管子成三角形排列时见图7-31 (a) ▪ 管子成正方形排列时见图7-31 (b)
化工设备课件列管式换热器

• 确保换热器上的传感器和控制设备正常 工作。
应用实例
石化行业
在石化行业中，列管换热器常 用于炼油、化工反应和分离等 工艺中，实现能量的回收和传 递。
食品行业
食品加工过程中的加热、冷却 和蒸发等操作需要使用列管换 热器，确保食品产品的质量和 安全。
医药和化妆品行业
医药和化妆品行业使用列管换 热器来控制温度、浓度和粘度 等参数，确保产品的稳定性和 一致性。
工作原理
1
流体对接触面的影响
列管换热器通过流体在管子内外的传热过程实现热量交换，流体对接触面积和速 度的影响是决定传热效果的重要因素。
2
热传导和换热系数
热传导和换热系数是评估列管换热器工作性能的指标。通过优化这些指标，可以 提高换热效率。
3
设计和选型的考虑因素
在设计和选型列管换热器时，需要考虑流体性质、温度、压力、换热要求等因素， 以确保设备的高效运行。
《列管换热器》PPT课件
# 列管换热器
介绍
什么是列管换热器？
列管换热器是一种广泛应 用于工业领域的换热设备， 用于传递热量和冷却流体。
常见的列管换热器种 类
常见的列管换热器包括壳 管式、管束式、管翅式等。 每种类型都有其适用的特 定场景。
列管换热器的应用
列管换热器在石化、食品、 医药等行业中得到广泛应 用，为不同工艺过程提供 高效的热交换解决方案。
安装和维护
安装注意事项
• 确保列管换热器的安装位置合理，并便 于维修和保养。
• 按照设备制造商的建议进行正确的安装 步骤。
• 定期检查设备的连接和密封性能，以确 保正常运行。
维护和保养பைடு நூலகம்
• 定期清洗列管换热器，清除污垢和沉积 物，以保持换热效率。