固定管板式换热器设计说明书

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1、湖南化工职业技术学院湖南化工职业技术学院第1页设计条件1.操作压力介质清洁液体2.操作压力壳程0.2MPa管程0.8MPa3.操作温度（入口/出口）壳程27/50℃管程90/52℃4.程数壳程1管程15.换热管外径25mm总长6000mm6壳程圆筒内直径800mm-30-湖南化工职业技术学院固定管板换热器设计设计者：邓人玮（湖南化工职业技术学院装备0812班）［摘要］主要设计的是固定管板换热器，针对换热器中所需要的材料，标准零件,结构尺寸大小，作了详细的分析，从而使换热器达到工艺要求。对材料，标准

2、零件,结构尺寸的要求,主要从四个方面考虑：安全性能要求（强度、韧性、刚度、耐蚀性、密封性）；工艺性要求（生产效率、能耗）；使用性要求（结构、安装、维修、制造）；经济性要求，并运用AutoCAD制图，,绘制出固定管板换热器总装配图。［关键词］固定换热器法兰壳体管板换热管折流板-30-湖南化工职业技术学院三.设计概述3.1.热传递的概念及意义1.热量传递的概念热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界

3、和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。2.化学工业与热传递的关系化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量；又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。总之，无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金

4、，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。应予指出，热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平衡状态，确定系统由一个平衡状态变成另一个平衡状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此可以认为传热学士热力学的扩展。-30-湖南化工职业技术学院3.传热的基本方式根据载热介质的不同，热传递有三种基本方式：（1）热传导（又称导热）物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为

5、热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。（2）热对流（简称对流）流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热对流。热对流仅发生在流体中，产生原因有二：一是因流体中各处温度不同而引起密度的差别，使流体质点产生相对位移的自然对流；二是因泵或搅拌等外力所致的质点强制运动的强制对流。此外，流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程，即是热由流体传到固体表面（或反之）的过程，通常称为对流传热。（3）热辐射因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射。热辐射的特点是：不仅有能量的传

6、递，而且还有能量的转移。3.2.换热器的作用及运用情况在化工生产中为了实现物料之间能量传递过程需要一种传热设备。这种设备统称为换热器。在化工生产中，为了工艺流程的需要，往往进行着各种不同的换热过程：如加热、冷却、蒸发和冷凝。换热器就是用来进行这些热传递过程的设备，通过这种设备，以便使热量从温度较高的流体传递到温度较低-30-湖南化工职业技术学院的流体，以满足工艺上的需要。它是化工炼油，动力，原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，对于迅速发展的化工炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。换

7、热器在化工生产中，有时作为一个单独的化工设备，有时作为某一工艺设备的组成部分，因此换热器在化工生产中应用是十分广泛的。任何化工生产中，无论是国内还是国外，它在生产中都占有主导地位。3.3.换热器的分类与特点1.管式换热器根据结构形式的不同，管式换热器可分为四种类型，即：管壳式、蛇管式、套管式、翅片管式。（1）管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器，是典型的换热设备，再设计、制造和选用方面，许多国家都有相应的规范和标准。管壳式换热器是通过管子壁面进行传热的换热设备，换热设备中应用最为广泛。虽然在换

8、热效率、结构紧凑和金属消耗量方面不及其他类型的换热器，但它具有结构坚固，可靠性高，选材范围广，耐压，耐温，操作弹性大等独特的优点。（2）蛇管式换热器蛇管式换热器是把换热管（金属或非金属）按需要弯曲成所需的形状，如圆盘形-30-湖南化工职业技术学院、螺旋形和长蛇形等。奇特点事结构简单、造价低廉、检修清洗方便。对所需传热面积不大的场合比较适用，同时，因管子能承受高压而不易泄漏，常被高压流体的加热或冷却所采用。按使用状态不同，蛇管式换热器又分为沉侵式蛇管换热器和喷淋式蛇管换热器。喷淋式蛇