1. 选型

 

2. 计算换热面积，初选换热器型号

①根据换热任务，计算传热量

②确定流体在换热器中的流动途径

③确定流体在换热器中两端的温度，计算定性温度，确定在定性温度下流体物性

④计算平均温度差，并根据温度差校正系数不小于0.8的原则，确定壳程数或调整加热介质或冷却介质的终温

⑤根据两流体的温差和设计要求，确定换热器的型式

⑥依据换热流体的性质及设计经验，选取总传热系数值K（选）

⑦依据总传热速率方程，初步算出传热面积S,并确定换热器的基本尺寸或按照系列标准选择设备规格

 

3. 计算管壳压降

若压降不符合要求，要调整流速，再确定管程和折流挡板间距

 

4. 核算总传热系数

计算管、壳对流传热系数，确定污垢热阻Rsi和Rso，再计算总传热系数K(计算)然后与K（选）比较，若K计/K选=1.15~1.25则初选的换热器合适。

 

5. 计算要点说明

5.1 冷热流体的热平衡方程式：

换热器计算时还要加5%的散热，换热器面积还要有10%的余地。

5.2 计算类型

①物性数据：冷热流体的进出口温度，定性温度下的密度，比热容，粘度，导热系数，表面张力

②工艺数据：冷热流体的流量，进出口温度，进口压力，允许压降，及污垢系数

③结构数据：使其结构最优，尺寸最小

④壳体形式：管程数，管子类型，管长，管子排列，壳内径

⑤折流挡板型式：冷热流体流动通道方式

 

计算前先确定下列基本参数

①管长（3、5、6、7.2、9）

②管间距（1.25-1.5管外径）

③流向角 管子排列角（30°，45°，60°，90°）

④换热管外径及管壁厚（19、25）

 

校核计算项目：

①管程数

②壳内径/管数

③折流板间距/折流板数 型式

④管长/管间距

⑤流向角

⑥管内径/壁厚

 

最终计算

①总体设计尺寸

②热阻大小

③设计余量：水流速＞1.5m/s时，不必余量太大，否则流速降低，换热系数下降

④压降的利用和分布---要增加在提高K上

压降来源：

㈠ 进出口管口处，不宜消耗在此，控制占总压降的30%以下。

㈡ 横向管束错流，有利于传热

㈢ 防冲板、分布器流速，在压降允许范围内，尽量提高，因为提高流速以获得较大的K和较小的污垢热阻。

⑤有效平均温差

 

6 调整设计方案

㈠ 传热系数为控制因素时：

提高壳侧传热系数的方法

①使用低翅片（提高流动状态）

②减少换热管外径和管间距（提高壳侧流速）

③提高壳侧流体速度（减少折流板间距）

④选用F型G型（壳侧多分流）

提高管侧给热系数

①减少管外径

②增加管长

③变换流动分布

㈡ 压力降成为控制因素时：

降低壳侧压力降

①使用双圆缺折流板或管窗内部排管

②选用J型壳体，无隔板分流

③增加管间距

④改变流向角 45°/90°

降低管侧压力降

①增大管径

②减少管长

㈢ 温度推动力为限制因素时

①选用纯逆流型

②增加壳程数

③减少管侧流体量

㈣ 减少振动---降低扰动频率或增加自然频率

①减小管子跨距长度

②减小壳侧流体速度

③改变折流板型式

④降低壳体流速

⑤增加折流板厚度

⑥将板与折流板孔之间的间距调到最小

⑦折流板材料不应比管子硬

⑧使用壁厚管并使管子紧固

⑨采用解滞隔板

⑩堵塞所有旁路流和流程分隔滞流

㈤ 冷热流体通道的选择

①不洁净和结垢的液体宜走管程，因管内清洗方便

②腐蚀性流体宜走管程，避免管束和壳体同时受到腐蚀

③压强高的流体宜走管内，以免壳体承受压力

④饱和蒸汽宜走壳程，因饱和蒸汽比较干净，给热系数与流速无关且冷凝液易排出

⑤被冷却的流体宜走壳程，便于散热

⑥若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将给热系数大的流体通入壳程，以减少热应力

⑦流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜，因在壳程Re＞100即可达到湍流，但不是绝对的，如果流体流动阻力损失允许，将这种流体通入管内，并采用多管程结构，反而能得到更高的给热系数。

 

 

http://s14/mw690/c127617bt7c3e798f5acd&690

http://s6/mw690/c127617btda70bfe28665&690