【毕业设计】列管式换热器工艺设计说明书

则估算传热面积估取实际面积为估算面积的倍，则实工艺结构尺寸选定换热管规格依据流体粘度来选定换热管规格。

由于管内走水，换热管采用无缝不锈钢管，则其内径，外径。

取管内流体流速，则估算换热管数量根根据实际面积，估算换热管长度实，若采用管程，则每程长为。

所以总管数为根。

确定换热管排列方式基于所估算的管程数，应该需要排列紧凑，换热效果好的管子排列的方式，所以采用正三角错列形式管子与管板采用焊接结构。

管心距。

则各程相邻管的管心距壳体的相关参数采用多管程的换热器，壳体内径可按照式计算。

取管板利用率按壳体标准圆取整。

绘制管板布置图确定实际换热管数换热管的排列方式为正三角形式，则中心线上管数应按照式来计算所以，中心管数为根，换热管的大致排列方式如右图所示，按照正三角形排列法，每行管数都比前行的少，距中心线最远行的换热管数为。

实际的排管数为。

扣除根拉杆，则实际换热管数为根。

取管板厚度为，规定管子与管板焊接时伸出官办的长度为，所以实际换热面积，管内的实际流速折流挡板数根据之前所确定的管程和壳程的情况，对折流板作出如下设计壳程数为，则选择横向折流板中的弓形折流板类型。

其切去的圆缺高度允许的折流板最小间距，所以选用折流板的间距为。

换热器为卧式，且过程中流体没有相变，所以选用水平装配弓形折流板横向，且不必另设支撑板。

块折流板间距换热管长。

所以，综上所述换热管的总体规格可表示为壳径总管数管程数排列正三角换热管尺寸管中心距实际传热面积折流板间距管长折流板形式弓形折流板换热器校核传热面积校核传热温度差总传热系数对于走管程的水管程雷诺数普朗特常量管径比管径取内径水是被加热的在式中，取。

管内传热膜系数对于走壳程的果汁雷诺数，其中为当量直径，对于以正三角形排列的换热管所以，普朗特常量壳程的传热膜系数其中，果汁是被加热的，则壳程的传热膜系数污垢热阻和管壁热阻查表得，果汁为般有机物，其污垢热阻常为，是管外侧的污垢热阻。

水的污垢热阻为管内测污垢热阻，。

已知管壁厚为，取碳钢的导热率为计算总传热系数其中代入上式，即传热面积校核经过以上系列的计算，可知，校核值所以，可计算所需的换热面积，而已计算出换热器的实际传热面积，则，说明该换热器有的面积富裕度，在之内，能够完成生产任务。

壁温的计算换热器壁温可由下式估算其中，，即传热面积校核经过以上系列的计算，可知，校核值所以，可计算所需的换热面积，而已计算出换热器的实际传热面积，则，说明该换热器有的面积富裕度，在之内，能够完成生产任务。

壁温的计算换热器壁温可由下式估算其中，，代入上式有，此即为换热管的平均壁温。

壳程的壁温可近似地取果汁的定性温度，。

于是，管壳程流体的壁温差为，所以不必再另设置温差补偿。

核算压力降管程压力降有三部分组成，可按下式计算其中，，，对的换热管而言，为管程数，为串联的壳程数，而所以，可带入求的管内压力降壳程压力降按照埃索法进行计算其中，，，对于液体，壳程，正三角形排列，中心管数，折流板数，折流板间距，壳体内径。

壳程流体摩擦系数所以，可带入求得壳程压力降为计算结果表明，管程和壳程的压力降运能满足设计要求。

第三章辅助设备的计算和选型其他附件的设计和计算拉杆规格拉杆选取外径的拉杆，共根，均匀布置在管束外边缘。

接管管程进出口接管取管内流速允许范围内的最大流速由按接管标准圆取整，取规格。

壳程流体进出口接管取壳程流速允许范围内的最大流速由按照接管标准圆取整，取规格。

第四章设计结果汇总表换热器形式填料函式换热器换热面积工艺参数名称壳程管程物料名称果汁循环水操作压力，操作温度，流量，流体密度，流速，传热量，总传热系数，对流传热系数，污垢系数，阻力降，程数推荐使用材料不锈钢无缝不锈钢无缝管子规格，管数，管长，管间距，排列方式正三角形折流板形式弓形上下间距，切口高度壳体内径，第五章设计评述通过本次的课程设计，我不仅学会了换热器设计本身，还对食品工程原理的课程有了相关的回顾，同时对办公软件也有了进步的了解。

参考文献贾绍义柴诚敬主编化工原理课程设计，天津大学出版社，第版，年月，页至页冯骉主编食品工程原理，中国轻工业出版社，第版，年月，页至页陈南英刘玉兰主编常用化工单元设备的设计，华东理工大学出版社，第版，年月，页折流板和支撑板蒋维钧余立新主编化工原理流体流动与传热，北京，清华大学出版社，第版，年月钱颂文主编换热器设计手册，化学工业出版社，第版，年月，页符号说明英文字母传热面积，计算所需传热面积，管心距，折流板间距，管壁厚度，比热容，换热器壳内径，壳程当量直径，导热管外径，导热管内径，管子排列方法对压力降的修正字数，壳程压力降的结垢修正系数，结构校正因素对的管子，壳程流体摩擦因数，折流板圆缺高度，总传热系数，管子长度，折流板数管程数串联的壳程数总管数管束中心线上的管数，校正系数的辅助量普朗特常量壳程压力降，流体横过管束的压力降，流体通过折流板缺口的压力降，管程压力降，流体流过直管由摩擦引起的压力流体流经管箱进出口的压力降，流体经回弯管由摩擦引起的压降，热负荷，质量流量，体积流量雷诺数污垢热阻，热流体温度，壳程温度，冷流体温度，换热管壁温，传热平均温度差，校正平均温度差，流体的流速，按壳程流通截面积计算的流速，希腊字母管外传热膜系数，管内传热膜系数，校正系数管板利用率导热率，摩擦因数，流体粘度，密度注在计算过程中，下标为的均为果汁的相关数据，下标为的均为水的相关数据。

而是例外。

是管内的，是管外的，致谢经过将近两个星期的努力，本次的课程设计终于完成了。

首先要特别感谢指导老师，张旭光老师。

感谢给与我们重要的指导和宝贵的意见。

是我们上了大学以来除了实验第次完全由自己设计并完成的重要的任务，不过感觉很好。

有困难找老师已经不是现在所提倡的，自己找到解决途径才会更好的记住。

网络的便捷给这次学习任务帮助很大，而学校图书馆的资源更是信息的主要来源。

书本的理论知识已经不再够用，只有亲自动手才会有更大的收获。

工艺设备图苹果汁↑↑苹果汁热水热水列管式换热器工艺设计说明书设计题目列管式换热器的设计设计者刘海伟班级食品加工学号日期年月日指导教师张旭光目录第章设计方案概述和简介概述方案简介列管式换热器的分类设计方案选定第二章换热器的设计计算物性参数的确定定性温度，取流体进口温度的平均值果汁和水在定性温度下的相关物性参数估算传热面积计算热负荷确定水用量传热平均温度差初算传热面积工艺结构尺寸换热器校核传热面积校核壁温的计算核算压力降第三章辅助设备的计算和选型其他附件的设计和计算拉杆规格接管第四章设计结果汇总表设备工艺图第五章设计评述参考文献符号说明致谢设备工艺图第章设备的选型与论证概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。

化工生产中换热器的使用十分普遍，由于无聊的性质歘热要求各不相同，换热器的种类很多。

了解各种换热器的特点，根据工艺要求正确选用适当类型的换热器是非常重要的。

按照热量交换的方法不同，分为间壁式换热器直接接触式换热器蓄热式换热器三种。

化工生产中绝大多数情况下不允许冷热两流体在传热过程中发生混合，所以，间壁式换热器的应用最广泛。

在换热器中至少要有两种温度不同的流体，种流体温度较高，放出热量另种流体温度较低，吸收热量。

换热器在化工石油动力制冷食品等行业中都有广泛应用，且它们是上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。

方案简介根据列管式换热器的结构特点，主要分为以下四种。

以下根据本次的设计要求，介绍几种常见的列管式换热器。

列管式换热器的分类固定管板式换热器这类换热器如图所示。

固定管办事换热器的两端和壳体连为体，管子则固定于管板上，它的结余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式壳测清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。

当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。

型管换热器型管换热器结构特点是只有块管板，换热管为型，管子的两端固定在同块管板上，其管程至少为两程。

管束可以自由伸缩，当壳体与型环热管由温差时，不会产生温差应力。

型管式换热器的优点是结构简单，只有块管板，密封面少，运行可靠管束可以抽出，管间清洗方便。

其缺点是管内清洗困难哟由于管子需要定的弯曲半径，故管板的利用率较低管束最内程管间距大，壳程易短路内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。

此外，其造价比管定管板式高左右。

浮头式换热器浮头式换热器的结构如下图所示。

其结构特点是两端管板之不与外科固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。

浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力管束可以从壳体内抽搐，便与管内管间的清洗。

其缺点是结构较复杂，用材量大，造价高浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。

填料函式换热器填料函式换热器的结构如图所示。

其特点是管板只有端与壳体固定连接，另端采用填料函密封。

管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。

填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗