管壳式换热器课程设计

　　一、 管壳式换热器的介绍

　　管壳式换热器是目前应用*为广泛的换热设备，它的特点是结构坚固、

　　可靠高、适应性广、易于制造、处理能力大、生产成本低、选用的材料范

　　围广、换热面的清洗比较方便、高温和高压下亦能应用。但从传热效率、

　　结构的紧凑性以及位换热面积所需金属的消耗量等方面均不如一些新型

　　高效率紧凑式换热器。管壳式换热器结构组成：管子、封头、壳体、接管、

　　管板、折流板；如图1－1 所示。根据它的结构特点，可分为固定管板式、

　　浮头式、U 形管式、填料函和釜式重沸器五类。

　　二、 换热器的设计

　　2.1 设计参数

　　参 数 名 称 壳 程 管 程

　　设计压力（MPa） 2.6 1.7

　　操作压力（MPa） 2.2 1.0/0.9 （进口/出口）

　　设计温度 （℃） 250 75

　　操作温度 （℃） 220/175(进口、出口) 25/45(进口/出口)

　　流量 （Kg/h） 选定

　　物料 （-） 石脑油 冷却水

　　程数 （个） 1 2

　　腐蚀余度 （mm） 3 -

　　2.2 设计任务

　　1. 根据传热参数进行换热器的选型和校核

　　2.对换热器主要受压原件进行结构设计和强度校核，包括筒体、前端封头管

　　箱、外头盖、封头、法兰、管板、支座等。

　　3.设计装配图和重要的零件图。

　　1

　　2.3 热工设计

　　2.3.1 基本参数计算

　　2.3.1.1 估算传热面积

　　?t = t ′ -t ′′=220-45=175℃

　　max 1 2

　　?tmin = t ′′-t ′ =175-25=150℃

　　1 2

　　?tmax 175℃

　　因为 = = 1.17 > 2,所以采用对数平均温度差

　　?tmin 150℃

　　′ ?t2 +?t1 175+150

　　算术平均温度差：?tm= = = 162.5℃

　　2 2

　　′′? ′

　　t2 ?t2 45?25 20

　　P= = = = 0.103

　　t′ ?t′ 220?25 195

　　1 2

　　′ ′′

　　t1?t1 220?175 45

　　R= = = = 2.25

　　t′′?t′ 45?25 20

　　2 2

　　查温差修正系数表得φ = 0.82

　　因此平均有效温差为?t = φ. ?t′ = 0.82 × 162.5 =

　　m m

　　133.25℃

　　放热量Q1 = mh Cp,h?th = ×1500×(220?175) =

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