列管换热器(列管换热器课程设计)

海潮机械 2023-01-03 17:03 编辑:admin 146阅读

1. 列管换热器课程设计

列管式换热器

列管式换热器(tubularexchanger)是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质,可分别采用普通碳钢、紫铜、不锈钢制作。列管式换热器必须从结构上考虑热膨胀的影响,采取各种补偿的办法,消除或减小热应力,根据所采取的温差补偿措施。列管式换热器在制作时,管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊,焊缝形状存在不同程度的缺陷,如凹陷、气孔、夹渣等,焊缝应力的分布也不均匀。

基本信息

中文名

列管式换热器

外文名

tubular exchanger

分类

器械

种类

固定管板式

列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。

为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。但补偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于60~70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚,难以伸缩,失去温差补偿的作用,就应考虑其他结构。

浮头式

换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂,造价高。

填料函式

这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

U型管式

U形管式换热器,每根管子都弯成U形,两端固定在同一块管板上,每根管子皆可自由伸缩,从而解决热补偿问题。管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。优点是结构简单,质量轻,适用于高温高压条件。

涡流热膜

涡流热膜换热器采用最新的涡流热膜传热技术,通过改变流体运动状态来增加传热效果,当介质经过涡流管表面时,强力冲刷管子表面,从而提高换热效率。最高可达10000W/m2℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式,在换热管表面形成绕流,对流换热系数降低。

据【换热设备推广中心】的资料显示,涡流热膜换热器的最大特点在于经济性和安全性统一。由于考虑了换热管之间,换热管和壳体之间流动关系,不再使用折流板强行阻挡的方式逼出湍流,而是靠换热管之间自然诱导形成交替漩涡流,并在保证换热管不互相摩擦的前提下保持应有的颤动力度。换热管的刚性和柔性配置良好,不会彼此碰撞,既克服了浮动盘管换热器之间相互碰撞造成损伤的问题,又避免了普通管壳式换热器易结垢的问题。

涡流热膜换热器性能特点:

1.高效节能,该换热器传热系数为6000-8000W/m2.0C;

2.全不锈钢制作,使用寿命长,可达20年以上,十年内出现换热器质量问题免费更换;

3.改层流为湍流,提高了换热效率,降低了热阻;

4.换热速度快,耐高温(400℃),耐高压(2.5Mpa);

5.结构紧凑,占地面积小,重量轻,安装方便,节约土建投资;

6.设计灵活,规格齐全,实用针对性强,节约资金;

7.应用条件广泛,适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换;

8.维护费用低,易操作,清垢周期长,清洗方便。

9.采用纳米热膜技术,显着增大传热系数。

2. 列管换热器课程设计cad图

固定管板式。

固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体,当两流体的温度差较大时,在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈,(或膨胀节)。当壳体和管束热膨胀不同时,补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。

特点:结构简单,造价低廉,壳程清洗和检修困难,壳程必须是洁净不易结垢的物料。

U形管式。

U形管式换热器每根管子均弯成U形,流体进、出口分别安装在同一端的两侧,封头内用隔板分成两室,每根管子可自由伸缩,来解决热补偿问题。

特点:结构简单,质量轻,适用于高温和高压的场合。管程清洗困难,管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。

3. 列管换热器课程设计PPT

列管式换热器(tubularexchanger)是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质,可分别采用普通碳钢、紫铜、不锈钢制作。列管式换热器必须从结构上考虑热膨胀的影响,采取各种补偿的办法,消除或减小热应力,根据所采取的温差补偿措施。列管式换热器在制作时,管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊,焊缝形状存在不同程度的缺陷,如凹陷、气孔、夹渣等,焊缝应力的分布也不均匀。

4. 列管换热器课程设计标准

无缝管系列直径(外径)219、273、325、377、426、516。 卷管系列直径(内径)200、250、300、350、400、450、。500、600、700、800、900、1000......。 具体可参照GB151《钢制列管换热器》。

5. 列管换热器课程设计柴油

换热器设计步骤

1、工艺计算:

1>按流体种类、冷却流体的流量、进出口温度、工作压力等计算出需要传递的热量。

2>根据流体的腐蚀性及其它特性选择管子和壳体的材料。并根据材料加工特性,流体的流量、压力、温度,换热管与壳体的温度,需要传递热量的多少,造价的高低及检修清洗方便等因素,决定采用哪一种类型的管壳式换热器。

3>确立流体的流动空间,即确定管程与壳程内分别是什么介质

4>确定参与换热器的两种流体的流向,使并流、逆流还是错流。并计算出流体的有效平均温差.

5>根据经验初选传热系数K,并估算所需传热面积A。

6>根据计算出传热面积A,参照我国管壳式换热器标准系列,初步确定换热器的基本参数(管径、管程数、管子根数、管长、管子排列方式、折流元件等的型式及布置、壳体直径等结构参数)。

7>根据确定的标准系列尺寸,进行传热系数的校核和阻力降的计算。最后按标准选用换热器或者进行机械设计。

2、机械设计计算

机械设计计算包括:(1)壳体和管箱壁厚的计算

(2)管子与管板连接结构设计

(3)壳体与管板连接结构设计

(4)管板厚度计算

(5)折流板、支持板等零部件的结构设计

(6)换热管与壳体在温差和流体压力联合作用下的应力计算

(7)管子拉脱力和稳定性校核

(8)判断是否需要膨胀节,如需要,则选择膨胀节结构形式,并进行有关的计算。

(9)接管、接管法兰、容器法兰、支座等的选择及开孔补强设计

6. 列管换热器课程设计中水的相关物性

正常情况下管程中走水的占90%,极少数走壳程。

7. 列管换热器课程设计前言

由于有折流板的存在,壳程走向是垂直与列管的方向流动,过折流板后再以垂直列管方向,与前一空间相反的方向流动。

8. 列管换热器课程设计讨论记录

列管式换热器拥有很简单的结构,紧凑的结构简单的造型使得它的制造成本很低,清理各方面需要注意的就是管外是不能够利用机械来进行清洗的。

这种管板与换热器的管束进行相对应的连接的方式比较普遍,我们一般会把管板与外壳进行焊接并制作顶盖,在焊接的顶盖和壳体中附有管道这是为了能够让流体进出的。