ch7-1换热器.ppt

压力容器的常规设计方法 内压、外压（中、低压） 几类常用化工设备 换热设备、塔设备、搅拌设备 四、换热器的基本类型 图7-10 几种异形管 （a）扁平管 （b）椭圆管 （c）凹槽扁平管（d）波纹管 图7-11 纵向翅片管 （a）焊接外翅片管 （b）整体式外翅片管 （c）镶嵌式外翅片管 （d）整体式内外翅片管 图7-12 径向翅片管 图7-13 螺纹管 （四）材料 由压力、温度、介质的腐蚀性能决定。主要有碳素钢、合金钢、铜、钛、塑料、石墨等。 金属材料 碳素钢 低合金钢 不锈钢 铜 铜镍合金 铝合金 钛等 非金属材料 石墨 陶瓷 聚四氟乙烯等 二、管子与管板的连接 （一）胀接 利用胀管器挤压伸入管板孔中的管子端部，使管端发生塑性变形，管板孔同时产生弹性变形，取去胀管器后，管板与管子产生一定的挤压力，贴在一起达到密封紧固连接的目的。 图7-14 胀管前后示意图 （a）胀管前 （b）胀管后 液压 胀管器 液压胀接 机械胀接 适用范围：换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力≤4MPa，设计温度≤300℃，且无特殊要求的场合。 原因：温度升高，残余应力减小，使管子与管板间的胀接密封性能、紧固性能都下降，故设计温度≤300℃ 。 要求管板硬度大于管子硬度，否则将管端退火后再胀接。 胀接时管板上的孔可以是光孔，也可开槽(开槽可以增加连接强度和紧密性)。 图7-15 胀管连接结构及尺寸 （二）焊接 优点：在高温高压条件下，焊接连接能保持连接的紧密性，管板加工要求可降低，节省孔的加工工时，工艺较胀接简单，压力较低时可使用较薄的管板。 缺点：在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀开裂和疲劳破裂，同时管子、管板间存在间隙，易出现间隙腐蚀。 图7-16 焊接间隙示意图 管板 间隙 换热管 第三篇　典型化工设备的机械设计 换热器 搅拌设备 塔设备 教学重点 （1）典型管壳式换热器的选型 （2）固定管板式换热器的基本结构 （3）管子的选用及管板的连接 （4）温差应力产生的原因及补偿措施 教学难点： 管、壳程的分程及隔板 第七章 管壳式换热器的机械设计 第一节 换热器概述 一、定义 换热器是用来完成各种不同传热过程的设备。 1、如：开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。 2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的11％～ 40％ 。 那么衡量一台换热器好坏的标准是什么呢？ 3.可靠性 满足操作条件 ,强度足够,保证使用寿命 二、衡量标准 2.合理性 1.先进性 可制造加工，成本可接受 传热效率高，流体阻力小，材料省 三、不同目的的换热器 冷却器（cooler） 冷凝器（condenser） 蒸发器（发生相变）（evaporator） 加热器（一般不发生相变）（heater） 再沸器（reboiler） 废热锅炉（waste heat boiler） 按传热方式或工作原理分类 1、直接接触式 传热效果好，但不能用于发生反应或有影响的流体之间 图7-1 直接接触式换热器　 热流体 冷流体 热流体 冷流体 2、蓄热式 温度较高的场合，但有交叉污染，温度波动大 图7-2蓄热式换热器　 冷流体 冷流体 热流体 热流体 3、间壁式 重点 ——又称表面式换热器 利用间壁（固体壁面）进行热交换。 冷热两种流体隔开，互不接触，热量 由热流体通过间壁传递给冷流体。 应用最为广泛，形式多种多样， 如管壳式换热器、板式换热器等 对于间壁式换热器，按间壁形状进一步分为 (3)管壳式 (1)管式 (2)紧凑式 螺旋板式、板式、板翅、伞板等 排管、蛇管、套管 重点 下面我们来看一看管壳式换热器的基本结构 管壳式换热器 图7-3　换热器构件名称 1-管箱(A,B,C,D型);2-接管法兰;3-设备法兰;4-管板;5-壳程接管;6-拉杆;7-膨胀节;8-壳体;9-换热管;10-排气管;11-吊耳;12-封头;13-顶丝;14-双头螺柱;15-螺母;16-垫片;17-防冲板;18-折流板或支承板;19-定距管;20-拉杆螺母;21-支座;22-排液管;23-管箱壳体;24-管程接管;25-分程隔板;26-管箱盖 根据我们前面学习的内容，请同学们说说序号 2、3、8、12、21各代表什么零件？ 固定管板式换热器 浮头式换热器 U形管式换热器 填料函式换热器 五、管壳式换热器的分类 基本类型 （一）固定管板式换热器 优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或