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管壳式换热器的机械设计VIP免费

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第七章管壳式换热器的机械设计本章重点:固定管板式换热器的基本结构本章难点:管、壳的分程及隔板建议学时:4学时第一节概述一、定义:换热器是用来完成各种不同传热过程的设备。二、衡量标准:1.先进性—传热效率高,流体阻力小,材料省;2.合理性—可制造加工,成本可接受;3.可靠性—强度满足工艺条件。三、举例1.冷却器(cooler)1)用空气作介质—空冷器aircooler2)用氨、盐水、氟里昂等冷却到0°C〜-20°C—保冷器deepcooler2.冷凝器condenser1)分离器2)全凝器3.加热器(一般不发生相变)heater1)预热器(preheater)—粘度大的液体,喷雾状不好,预热使其粘度下降2)过热器(superheater)—加热至饱和温度以上。4.蒸发器(etaporater),—发生相变5.再沸器(reboiler)6.废热锅炉(wasteheatboiler)看下图说明其结构及名称图卜1换热器樹件名称1—忖箱〔乩乩口门型〉江一接骨法兰;3设备法兰管扳拓一秃程接管:6—拉杆洛勰胀节芒-売休洱-换热管;10-#气管J1—吊耳;12—封头彳13-顶丝门4—双头螺拄门5-燃母JE--垫片门7—防冲板门8—折流扳或支承板19--定距竹:20—拉杆螺母;21—支座辽2排液世;盟-管箱壳体;24曲程接管25分程隔J®;2G-骨箱盈四、管壳式换热器的分类1、固定管板式换热器:优点:结构简单、紧凑、布管多,管内便于清洗,更换、造价低,应用广泛。管坏时易堵漏。缺点:不易清洗壳程,一般管壳壁温差大于50°C,设置膨胀节。适用于壳程介质清洁,不易结垢,管程需清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。2、浮头式换热器:管束可以抽出,便于清洗;但这类换热器结构较复杂,金属耗量较大。适用于介质易结垢的场合。3、填料函式换热器:造价比浮头式低检修、清洗容易,填料函处泄漏能及时发现,但壳程内介质由外漏的可能,壳程中不宜处理易挥发、易燃、易爆、有毒的介质。适用于低压小直径场合。4、U型管式换热器:图7-2固宦骨板式换热器图丁詔带补偿器的固定骨扳式换鹉器图7-5填函或换热器结构简单,造价低,壳程可清洗,但管程不能清洗,一个管板,管子可自由伸缩,无温差应力,管板上布管少,结构不紧凑,管子坏时不易修补。适用于管、壳壁温差较大的场合,尤其是管内介质清洁不易结垢的高温、高压、腐蚀性较强的场合。五、管壳式换热器机械设计内容管壳式换热器的设计:1、根据化工生产工艺条件的要求,通过化工工艺计算,确定换热器的传热面积,同时选择管径、管长,决定管数、管程数和壳程数;2、然后进行机械设计。内容有:1)壳体直径的决定和壳体厚度的计算;2)换热器封头选择,压力容器法兰选择3)管板尺寸确定;4)折流板的选择与计算;5)管子拉脱力的计算;6)温差应力计算。第二节管子的选用及其与管板的连接一、管子的选用1、直径:小直径管子单位传热面积的金属消耗量小,传热系数稍高,但容易结垢,不易清洗,用于较清洁的流体;大直径管子用于粘性大或污浊的流体。2、规格:(外径X壁厚),长度按规定决定。3、结构型式:多用光管,因为结构简单,制造容易;为强化传热,也采用异型管、翅片管、螺纹管等。4、材料:根据压力、温度、介质的腐蚀性能决定。主要有碳素钢、合金钢、铜、钛、塑料、石墨等。⑷(时(c)⑷图7-8纵向翅片骨焊接外翅片管江b)雜体式外甥片管卜(car嵌式外翅片体式内外翅片管图“g径向翅片管二、管子与管板的连接(一)胀接:1)过程:最普通的是利用胀管器挤压伸入管板孔中的管子端部,使管端发生塑性变形,管板孔同时产生弹性变形,取去胀管器后,管板与管子产生一定的挤压力,贴在一起达到密封紧固连接的目的。2)适用范围:换热管为碳素钢,管板为碳素钢或低合金钢,设计压力W4Mpa,设计温度W300°C,且无特殊要求的场合。外径dV14mm,不适合胀接。3)要求管板硬度大于管子硬度,否则将管端退火后再胀接。胀接时管板上的孔可以是光孔,也可开槽87-11胀管前后示意图胀管前09胀骨后30°30'(二)焊接:优点:在高温高压条件下,焊接连接能保持连接的紧密性,管板加工要求可降低,节省孔的加工工时,工艺较胀接简单,压力较低时可使用较薄的管板。缺点:在焊接接头处产生的热应力可能造成应力腐蚀开裂和疲劳破裂,同时管子、管板间存图...

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