化工设备机械基础(设备部分)教案 换热器的选型,就是根据换热器的结构特点、使用条件、投资与运行费用等综合因素来选择一种相 对合理的换热器形式。在选型前,必须熟悉各种换热器的结构特点、工作特性,根据具体条件做出方案, 比较各方案做出最优的选择 1.选型时要考虑的因素有:材料、介质、压力、温度、温差、压降、结垢情况、检修清理方法等各种 2.安全因素—一是换热器选型时最主要因素。包括强度、刚度足够,结构可靠,满足密封要求,材料 与介质相容。(例温差应力的考虑、密封性的考虑等) 3.能完成工艺要求一一有足够的传热面积、介质有良好的有利于传热的流动状态,经济上较合理。(例 能否用U形管,管、壳程的清洗,是否分程,介质的黏度对流动的影响,是否须可拆结构等」 连.利于制造、安装和维修——制造较简单、运行性能良好、运行费用低等。 、选型的一般原则 温差不大、壳程介质结垢不严重、壳程能采用化学清洗时,选用固定管板式换热器。 温差较大时,可选用浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器和滑动管板式换热器 要对壳程进行机械清洗时,可选用管束可可抽出的结构。 高温高压时,可选用U形管式换热器 壳程介质为易燃、易爆、有毒或易挥发,以及使用压力、温度较高时,不宜采用填料函式换热器。 管程介质和壳程介质不允许相混时,可采用双管板结构的换热器 (讲述过程中举例具体说明) 第五节管壳式换热器的设计内容 管壳式换热器的设计包括下面五个方面的内容,这五方面相互交叉,不断调整 、结构设计:根据设计任务选择换热器的形式,初定出结构尺寸。(如管子外径、长度、筒体外径等) 、热力计算:计算所需的传热面积,调整尺寸使结构设计的传热面积大致等于计算的传热面积。 三、流体阻力计算:计算阻力降,保证阻力降在允许范围内。(压力将一般根据整个工艺流程确定) 四、强度、刚度和稳定性设计: 壳体直径的确定和壳体壁厚的计算 换热器封头的选择及厚度计算。 板强度计算及尺寸的确定。(含温差应力计算) 管子拉脱力的计算 支座的计算。(包括卧式与立式支座计算) 开孔补强计算等。 五、绘图:根据计算结果具体确定各种零部件的结构及一些标准件的选取,(如容器法兰、折流板与支 持板、拉杆与定距管等)然后绘制结构设计图和施工图 (简单介绍设计图中主要内容:技术要求、技术特性表、管口表、明细栏、标题栏、结构图、节点图、 图纸目录等) 第一章概述练习题 选择题 1、中压容器的设计压力范围P为:() (a)P≥10MP (b)1.6≤P<10MPa(c)10≤P<100MPa(d)根据容器的型式而定 2、容器标准化的基本参数有:() (a)公称压力PN(b)公称直径DN(c)内径(d)外径 3、对于用钢板卷制的圆柱形筒体,其公称直径是指:()化工设备机械基础（设备部分）教案 - 5 - 换热器的选型，就是根据换热器的结构特点、使用条件、投资与运行费用等综合因素来选择一种相 对合理的换热器形式。在选型前，必须熟悉各种换热器的结构特点、工作特性，根据具体条件做出方案， 比较各方案做出最优的选择。 1．选型时要考虑的因素有：材料、介质、压力、温度、温差、压降、结垢情况、检修清理方法等各种 因素。 2．安全因素——是换热器选型时最主要因素。包括强度、刚度足够，结构可靠，满足密封要求，材料 与介质相容。（例温差应力的考虑、密封性的考虑等） 3．能完成工艺要求——有足够的传热面积、介质有良好的有利于传热的流动状态，经济上较合理。（例 能否用 U 形管，管、壳程的清洗，是否分程，介质的黏度对流动的影响，是否须可拆结构等） 4．利于制造、安装和维修——制造较简单、运行性能良好、运行费用低等。 二、选型的一般原则 温差不大、壳程介质结垢不严重、壳程能采用化学清洗时，选用固定管板式换热器。 温差较大时，可选用浮头式换热器、U 形管式换热器、填料函式换热器和滑动管板式换热器。 要对壳程进行机械清洗时，可选用管束可可抽出的结构。 高温高压时，可选用 U 形管式换热器。 壳程介质为易燃、易爆、有毒或易挥发，以及使用压力、温度较高时，不宜采用填料函式换热器。 管程介质和壳程介质不允许相混时，可采用双管板结构的换热器。 （讲述过程中举例具体说明） 第五节 管壳式换热器的设计内容 管壳式换热器的设计包括下面五个方面的内容，这五方面相互交叉，不断调整。 一、结构设计：根据设计任务选择换热器的形式，初定出结构尺寸。（如管子外径、长度、筒体外径等） 二、热力计算：计算所需的传热面积， 调整尺寸使结构设计的传热面积大致等于计算的传热面积。 三、流体阻力计算：计算阻力降，保证阻力降在允许范围内。（压力将一般根据整个工艺流程确定） 四、强度、刚度和稳定性设计： 壳体直径的确定和壳体壁厚的计算。 换热器封头的选择及厚度计算。 管板强度计算及尺寸的确定。（含温差应力计算） 管子拉脱力的计算。 支座的计算。（包括卧式与立式支座计算） 开孔补强计算等。 五、绘图：根据计算结果具体确定各种零部件的结构及一些标准件的选取，（如容器法兰、折流板与支 持板、拉杆与定距管等）然后绘制结构设计图和施工图。 （简单介绍设计图中主要内容：技术要求、技术特性表、管口表、明细栏、标题栏、结构图、节点图、 图纸目录等） 第一章 概述 练习题 一、选择题 1、中压容器的设计压力范围 P 为：（ ） （a）P≥10 MPa (b) 1.6≤P＜10 MPa (c) 10≤P＜100 MPa (d) 根据容器的型式而定 2、容器标准化的基本参数有：（ ） (a) 公称压力 PN (b) 公称直径 DN (c) 内径 (d) 外径 3、对于用钢板卷制的圆柱形筒体，其公称直径是指：（ ）