油冷却器课程项目设计方案

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1、油冷却器课程项目设计方案第1章设计综述1.1换热器分类换热器是许多工业部门的通用设备。根据不同的目的不同，换热器可以是热交换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。根据冷、热流体热量交换的方式，换热器可以分为以下三大类：⑴直接接触式换热器这类换热器的主要工作原理是两种介质接触而相互传递热量，实现传热，接触面积直接影响到传热。这类换热器的介质通常是一种是气体，另一种为液体，主要是以塔设备为主体的传热设备，但通常又涉及传质，故很难区分与塔器的关系，通常归口味塔式设备，电厂用凉水塔为最典型的直接接触式换热器。⑵蓄热式换热器蓄热式换热器主要由对外充分隔热的蓄热室构成，室内装由热容量大的

2、固定填充物。热流体通过蓄热室时将冷的填充物加热，当冷流体通过时则将热量带走。热、冷流体交替通过蓄热室，利用固体填充物来积蓄或放出热量而达到热交换的目的。蓄热器结构简单，可耐高温，常用于高温气体热量的利用或冷却。其缺点是设备体积较大，过程是不定常的交替操作，且不能完全避免两种流体的掺杂。所以这类设备化工上用的不多。⑶间壁式换热器其特点是在冷、热流体之间用以金属壁（或石墨等导热性能良好的非金属壁）隔开，使两种流体在不发生混合的情况下进行热量传递。从传热的基本特征分类，间壁式换热器可分为管式和板式。其中包括夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、列管式换热器以及

3、其他高效换热器。1.2列管式换热器的类型-30-⑴固定管板式换热器固定管板式换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构是壳侧清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洗的流体。当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生介质的泄露。为此在外壳上焊以膨胀节，但它仅能减小而不能完全消除由于温差而产生的热应力，且在多程换热器中，这种方法不能照顾到管子的相对移动。由此可见，这种换热器比较适合用于温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。⑵浮头式换热器浮头式换热器针对固定管板式的缺陷

4、做了结构上的改进。两端管板只由一端与管体完全固定，另一端则可相对于壳体作某些移动，该端称之为浮头，如图1-2所示。此类换热器的管束膨胀不受壳体的约束，所以壳体与管束之间不会由于膨胀量的不同而产生热应力。而且在清洗和检修时，仅需要将管束从壳体中抽出即可，所以能适用于管壳壁间温差较大，或易于腐蚀和易结垢的场合。但该类换热器结构复杂、本中，造价约比固定管板式高20%左右，材料消耗量大，而且由于浮头的端盖在操作中无法检查，所以在制造和安装时要注意其密封，以避免发生内漏，管束和壳体的间隙较大，在设计时要避免短路。至于壳程的压力也受滑动接触的密封限制。⑶U形管换热器-30-见图1-3为一

5、U形管换热器，其结构特点为每根管子都弯成U形，两端固定在同一块管板上，封头用隔板分成两室，故相当于双管程。这类换热器的特点是：管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可以从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。但管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。此外，为了弥补弯管后壁管的减薄，直管部分必须用壁较厚的管子。这就影响了它的使用场合，仅宜用

6、于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。⑷填料函式换热器此类换热器的管板也仅有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封，如图1-4所示。它的管束也可自由膨胀，所以管壳之间不会产生热应力，且管程和壳程都能清洗，结构较浮头式简单，造价较低，加工制造方便，材料消耗较少。但由于密封处易于泄露，故壳程压力不能过高，也不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒的场合。1.3列管式换热器的结构1.3.1管程结构介质流经传热管内的通道部分称为管程。⑴换热管布置和排列间距常用换热管规格有Ф19×2mm、Ф25×2mm(1Cr18Ni9Ti)、Ф25×2.5（碳钢1

7、0）。换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形错列和三角形直列和同心圆排列，如图1所示。-30-图1换热管排列方式正三角形排列结构紧凑；正方形排列便于机械清洗；同心圆排列用于小壳径换热器，外圆管布均匀，结构更为紧凑。我国换热器系列中，固定管板式多采用正三角形排列；浮头式则以正方形错列排列居多，也有正三角形排列。对于多管程换热器，常采用组合排列方式。每程内都采用三角形排列，而在各程之间为了便于安装，采用正方形排列。管间距（管中心的间距）t与外管径d。的比值，焊接时为1.25，胀接时为1.3～