管壳式换热器设计和选型课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3-3,换热器设计和选型,管壳式换热器是一种传统的标准换热设备。,它具有制造方便、选材面广、适应性强、处理量大、清洗方便、运行可靠、能承受高温、高压等优点。,在许多工业部门中大量使用，尤其是在石油、化工、热能、动力等工业部门所使用的换热器中，管壳式换热器居主导地位。,鉴于管壳式换热器应用极广，为便于设计、制造、安装和使用，有关部门已制定了管壳式换热器系列标准。,可查 GB151管壳式换热器的标准,U形管式换热器型号及其表示方法,U式换热器型号标称,DN-PN-F-L/dw-N(I,II)(l.b.d)：,按GB151规定，其中l.b.d分别为菱形管、波纹管、螺纹管,。,RCBOS1000-1.6-270-6/25-6I、BXRCBOS900-1.6-210-6/25-6I,是洛阳石油化工工程公司的浮头式折流杆换热器,R：折流杆,E（C）：E为换热器，C为冷凝器,B：封头管箱,O：壳体为外导流筒结构,S：钩圈式浮头,一般的可查GB151规定，现在新型的设备型号越来越多，可联系一下出图的设计院。,压强的单位换算关系：,1kgf/cm,2,=98066.5Pa,1MPa=10,6,Pa,1bar=0.1MPa=10,6,dyn/cm,2,1atm=760mmHg=101325Pa,1设计的基本原则,（1）,流体流径的选择流体流径的选择是指在管程和壳程各走哪一种流体，此问题受多方面因素的制约,，下面,以固定管板式换热器为例,，介绍一些选择的原则:,不洁净和易结垢的流体宜走管程,，因为管程清洗比较方便。,腐蚀性的流体宜走管程,，以免管子和壳体同时被腐蚀，且管程便于检修与更换。,压力高的流体宜走管程,，以免壳体受压，可节省壳体金属消耗量。,被冷却的流体宜走壳程,，可利用壳体对外的散热作用，增强冷却效果。,饱和蒸汽宜走壳程,，以便于及时排除冷凝液，且蒸汽较洁净，一般不需清洗。,有毒易污染的流体宜走管程,，以减少泄漏量。,（2）,流体流速的选择流体流速的选择涉及到传热系数、流动阻力及换热器结构等方面。,流速,加大对流传热系数，减少污垢的形成，使总传热系数增大；,但同时使流动阻力加大，动力消耗增多；选择高流速，使管子的数目减小，对一定换热面积，不得不采用较长的管子或增加程数，管子太长不利于清洗，单程变为多程使平均传热温差下降,。,因此，需通过多方面权衡选择适宜的流速。,（3）管子的规格和管间距,管子规格管子规格的选择包括管径和管长。目前试行的管壳式换热器系列只采用252.5mm及192mm两种管径规格的换热管。对于洁净的流体，可选择小管径，对于易结垢或不洁净的流体，可选择大管径。,管间距管子的中心距 称为管间距，管间距小，有利于提高传热系数，且设备紧凑。但由于制造上的限制。常用对比关系见表4。,表4管壳式换热器外径与中心距 的关系,换热管外径，mm 10 14 19 25 32 38 45 57 换热管中心距，mm 14 19 25 32 40 48 57 72,管壳式换热器的选用和设计计算步骤：,设有一热流体需要冷却，,已知：q,m1,c,p1,t,1,t”,1,q,m2,c,p2,t,2,选择了t”,2,.可以计算出Q，t,ml,。K，与换热器结构形式及尺寸有关。为确定换热器的传热面积A，必须通过试差计算。试差计算的步骤如下：,（2）计算管程的压降和传热系数,a、,参考表选定流速,，确定管程数目，计算管程压降,若管程允许压降已经有规定，可由上式计算管程数N,s.,b、计算管内传热系数h,i,K,估,和,则应重新估计K,估,(减小)，另选一台换热器型号进行试算。,（3）计算壳程的压降和传热系数,a、,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，再确定管程和折流挡板间距，或选择其它型号的换热器，重新计算压降直至满足要求为止。,b、计算壳程传热系数h,O,，若其太小，可减少挡板间距，增加挡板数。,（4）计算传热系数，校核传热面积,例：管壳式换热器的计算：某化工厂拟采用管壳式换热器回收甲苯的热量将正庚烷从80预热到130。已知：正庚烷的流量q,m2,=40000kg/h,甲苯的流量q,m1,=39000kg/h;T,1,=200；管壳两侧的压降皆不应超过3kPa.正庚烷在进出口平均温度下的有关物性为：,甲苯在进出口温度下的物性如下：,换热器，其主要参数如下：,外壳直径D500mm,公称压强P1.6MPa,公称面积A54m,2,管程,数N,P,2，管子排列方式：正方形。管子尺寸252.5mm,管长,L=6m,管数N,T,124，管中心距t=32mm.,（2）,（3）,（4）,