摘 要
关键词：管板式换热器、定性温度、物性参数、换热面积、传热系数、压力降、壁温、折流板、法兰、主图、附图。 本设计说明书的是关于管板式换热器的设计，在设计过程中主要进行了有关工艺的计算，选型及结构的设计。 根据所给的课题条件，可以获取热力学一些数据，由进出口温度可以确定物料的定性温度，进而得到物料在该温度下的物性参数。热量恒算可以得到另一流体的流量等数据。然后根据经验选择一个适宜的K值，进而可以估算换热面积。根据相关公式，可以对一些工艺尺寸进行计算。在标准设计下，要根据标准选取一个适宜的型号。 接下来的工作有：进行总传热系数的校验，换热器面积的裕度在15%~25%之间才符合。再者对于壳程和管程的压力降也是有要求的，所以也要根据有关压力降计算公式求出压力降，在所要求范围里符合要求。所以上述两个要求都达到设计就符合要求。最后就是壁温的校核，应用有关公式就可以达到。
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上面的两个工作做完后就要进行具体的结构设计了。具体有：管、管板、折流板、壳体、接管、封头、法兰、支座等。设计时要考虑到物料的腐蚀情况、操作压强和零件的连接方法等因素有关。根据具体情况和有关标准进行合理的选择和设计。
最后的工作就是画图了，利用有关软件进行绘图，图形包括主图和附图，与实物按一定比例缩小。
完成上述工作后，就完成了设计部分了。
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abstract
Keywords: tube heat exchanger, qualitative temperature, petrophysical property parameters, heat-exchange area, heat transfer coefficient and pressure drop, wall temperature, baffle plate, flange, the main picture, appended drawings.
This design specification is about tube heat exchanger design, in the design process mainly about the process of calculation, selection and structure design.
According to subject conditions, can obtain thermodynamics some data, and can be determined by the temperature of import and export of material qualitative temperature, derive the materials in the temperature of the physical parameter. Heat constant calculate can get another fluid flow data, etc. Then according to choose a suitable experience, and K value can estimate heat-exchange area. According to relevant formula, can to some technology dimensions calculation. In the standard design, to choose a suitable according to the standard model.
The next job have: total heat transfer coefficient of calibration, the margin of the heat exchanger area in 15% ~ 25% between fits. Moreover for shell cheng and crystallizes pressure drop is also of the request, so also should according to relevant pressure drop calculation formulas for the pressure drop in requirements range meets the requirement. So these two requirements are achieved the design will comply with the requirements. Namely finally wall temperature, application of checking relevant formula can achieve.
The above two work done is about to undertake concrete structure design. Specific includ
e: pipe, tube plate, baffle plate and shell, takeover, sealing head, flange, bearings, etc. Design should consider when material corrosion, operating pressure of spare parts and the method of connecting the related to such factors. According to the specific circumstances and relevant standards of reasonable selection and design.
The final work is drawing, using relevant software gis-t including main picture, graphics, and attached with the objects in a certain proportion narrowing.
Complete the above work, after finished the design part.
ad8009管板式冷却器的设计
（一）概述
在石油、化工生产过程中，换热器应用很广泛，它是完成各种不同换热过程的设备，如加热式冷却用加热器或冷却器，蒸馏或冷凝用蒸馏釜等。随着炼油、化工及石油化工的迅速发展，各种换热器发展很快，新结构不断出现。虽然管壳式换热器在换热效率、紧凑性及金属消耗量等方面不及其它新型换热器，但它具有结构坚固、可承受较高压力、制造工艺
较成熟、适应性大、材料范围广等优点，因而目前仍是炼油、化工及石油化工生产中的主要设备。工业生产中可选用标准系列产品，也可以按特定条件设计，以满足生产工艺的要求。
完善的换热器的选型应满足以下各项的要求：
1. 满足工艺要求，这就需要考虑传热需要的物理化学性质、操作压力、压力降、结垢状况等。
2. 传热效率高，所设计的换热器应具有尽可能小的传热面积，单位时间尽可能多的传热量，具体做法：
（1）增大传热系数；（2）增大平均温度；（3）妥善布置传热面积。
3.结构简单，有利于安装、操作和维修以及清洗方便。
**换热器的分类与特点**
1.按用途划分
安照其用途不同可分为加热器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。
2.按热交换原理和方法划分
（1集成供应链管理系统）混合式换热器：冷、热流体直接混合接触进行进行换热。这类换热器结构简单，价格便宜，常做成塔状。
（2）蓄热式换热器：冷热流体交替通过格子砖或填料塔等蓄热体以实现热交换，这类换热器由于少量流体相互掺和，易造成刘体检的“污染”。
（3）间壁式换热器：冷热流体通过将它们隔开的固定体壁面进行传热，这是工业上应用最广泛的一类换热器。按其传热面的形状及结构特点又可分为：
①管式换热器，如套管式、螺旋管式、管壳式、热管式等；
②板面式换热器，如板式、螺旋板式；
③扩展表面式换热器，如板翅式、管翅式等。
本设计以列管式换热器为例，阐述对换热设备进行工艺计算及结构设计的步骤。列管式换热器的种类很多，目前应用广泛的，按照有无热补偿或补偿方式的不同，主要分为三种：
1. 固定管板式换热器 这类换热器制作简单、便宜。最大的缺点是管外侧清洗困难。因而多用于壳侧流体清洁，不易结垢或污垢容易化学处理的场合。当管壁与壳壁温度相差较大时，由于两者热膨胀不同，产生很大的温差应力，以至于管子的管子扭弯或使管子从管板上松落，甚至毁坏整个换热器，因此，一般管壁与壳壁温度相差50℃以上时，换热器应有温度差补偿装置。一般这种装置只能用在壳壁与管壁温差低于60H无穷控制℃~70℃和壳程流体压强不高的情况。壳程压强超过6×105Pa时，由于补偿圏过厚，难以伸缩，失去温差补偿作用，就应考虑其他结构。 2. 浮头式换热器 这种换热器的两端的管板有一端可以沿管长方向在壳体内自由伸缩，管束的膨胀不受壳体的约束，从而当温差较大时解决了热补偿问题，整个管束也可以由壳体中拆卸下对检修和管内管外的清洗方便。其缺点是结构较复杂，金属消耗量多，造价也因而较高。
3.U形管换热器 这类换热器仅有一个管板，并用隔板将封头隔成两空，中部呈U形，可以自由伸缩，故壳体与管子间温差很大时，也可以使用。缺点是管内的清洗较困难，管板上排列管子少。
选择列管换热器的根据：传热面积、温差大小、结垢后清洗情况、加工是否方便等情况综合考虑。本设计温差==20℃炉温控制系统不大，则初选型号为固定管板式换热器，经计算后决定是否加温度补偿圈等。
**流程的选择**
壳程和管程流体的选择原则：
1 不洁净或易结垢的物料走易于清洗的一侧，如冷却水走管程。
2 需提高流速以增大传热膜系数的流体应走管程，因为管程比壳程易增加流速。
3 腐蚀性、高压流体走管程，减少设备腐蚀或降低壳体受压。
4 饱和蒸汽清洁，冷凝液便于排出。
5 被冷却流体一般走壳程，便于散热。
6 温差大。对刚性结构换热器，宜将传热膜系数大的流体通过壳程，以减少温差应力。
反应容器
7 流量小黏度大的流体走壳程。（1.5~2.5·s/m2）
本设计综合考虑上述情况，由于压力不高（0.6MPa）己烷有机液态，较易清洗，冷凝水易结垢。选定己烷走壳程，水走管程，易于清洗污垢。
**列管换热器可选用和设计步骤**
1. 确定设计方案，绘制工艺流程图。
2. 计算传热量和平均温差，平均温差一般按逆流计算后再用系数校正。
3. 估算总传热系数和冷却水的流速，估计传热面积。
4. 计算出单程管数、管长，确定选用哪种型号的换热器。管程数Np,壳程数Ns,总管数N等.
5. 核算总传热系数K，若与假设值相差不大（/=1.15~1.25）就不再重新计算，否则应重新K值选型。
6. 校核壁温，与初始假设壁温相差在±1℃范围内不再重新计算。
7. 校核传热面积，若欲度在15%~28%之间不再重新计算。
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