化工原理换热器设计PPT课件.pptx

换 热 器 设 计;课程设计的目的 课程设计的任务 日程安排 课程设计过程中注意的问题 成绩评定标准 参考资料; 课程设计的目的 ; 课程设计的任务;; 日 程 安 排; 课程设计过程注意问题; 成 绩 评 定; 参 考 资 料;;管壳式换热器的结构特点 管壳式换热器主要由外壳、管板、管束和封头等部件组成 ，图3-1为结构示意图。 1—管箱；2—管程接管（管嘴）；3—管板； 4—壳程接管（管嘴）；5—管束；6—浮头 图3-1 管壳式换热器结构示意图 管壳式换热器的类型及适用范围 管壳式换热器通常有固定管板式、U形管式和浮头式三种型式。 ; 从经济的角度上来看，在工艺条件允许时，应该优先选用固定管板式换热器。但是当遇到以下两种情况时，就应该选用浮头式换热器 ;管壳式换热器系列特征和适用范围 ;管壳式换热器的主要组合部件 TEMA标准中规定的管壳式换热器的主要组合部件如图3-2所示。 同TEMA主要组合部件相比，我国GB/T 151-1999规定的主要组合部件中增加了U形管换热器壳体（I）和外导流筒结构（O），在釜式再沸器（K）中增加了双管束型式，取消了穿流壳体（全错流X），在GB/T 151-1999中，将管壳式换热器的主要组合部件分为前端管箱、壳体和后端结构（包括管束）三部分。 ;换热器的标准系列(GB151);管壳式换热器型号表示方法 ; 换热器型号的表示;固定管板式：;管壳式换热器结构参数选择;管径 换热管一般推荐选用外径为19 mm的管子。对于易结垢的物料（一般认为污垢热阻大于0.00034 m2·K/W），或允许压力降较小时采用外径为25 mm的管子。对于如再沸器等有相变的换热环境多采用32 mm到38 mm的管径。直接受火加热时多采用76 mm的管径。在国外一些石油化工装置中，甚至有采用10 mm的管子，在深冷和空分装置中，已有采用5~7.5 mm的管子。;正三角形排列; 管壳式换热器结构参数选择;管壳式换热器结构参数选择;管壳式换热器结构参数选择;折流板的缺口高度与板间距之间的关系 缺口高度减少，板间距也要相应减少以保持相近的流通面积，从而使通过缺口时的流速接近横过管束时的错流流速，保持其比值在0.8~1.2之间。;折流板缺口方向 折流板缺口方向指的是切口弦线和壳体入口接管中心线的夹角。 （1）挡板切口弦线平行于壳体入口接管中心线（0°夹角，垂直切口，竖缺形）； （2）挡板切口弦线垂直于壳体入口接管中心线（90°夹角，水平切口，横缺形）。 横缺形折流板适用于无相变的对流传热过程，而在带有悬浮物或结垢严重的流体所使用的卧式冷凝器、换热器中，一般采用竖缺形折流板，比较有利于冷凝器内的气液分离。;折流板换热器间隙 折流板管孔与管壁之间的间隙 根据TEMA标准，对于未受支承的管子的最大长度为36 in（914.4 mm）或更小，或者对于外径大于1.25 in（31.8 mm）的管子，该孔隙为1/32 in（0.80 mm）；对于未受支承的长度超过36 in，外径为1.25 in或更小的管子，该孔隙为1/62 in（0.40 mm）。 壳体与折流板之间的间隙 即壳体内径与折流板外径之间的空隙，应该力求该间隙最小从而使得泄漏流E流路最少。相关TEMA标准见书p38。 壳体与管束之间的间隙 壳体与管束之间存在间隙使得旁路流C流路流过管束。采用密封条可以堵住这个空隙从而使旁路流转向横掠管束。 ;防旁路流设施 密封条 密封条也称旁路挡板，它主要是为了防止流体由壳内和管束之间旁流。一般固定管板式和U形管式换热器不必使用密封条，因为这些设备壳体于管束外径间隙不大。在有相变发生的设备中，即使间隙很大也不安装密封条，因为密封条会影响到汽相和液相的分离。 假管 假管可防止中等或大型换热器壳程中部流体的旁流，其设置于分程隔板的槽背面两管板之间，一般与换热管规格相同，可用折流板点焊固定，也可用拉杆代替。 ;防冲板及导流筒 防冲元件的设置条件是： ① 当壳程流体为非腐蚀与无磨蚀的单相流体，而进口管处的动能ρv22230 kg/(m·s2)，或者对ρv2740kg/(m·s2)的其它液体（包括沸点下的液体）时，应设防冲板或导流筒； ②有腐蚀性或产生磨蚀的气体