单程管壳体内径：
D t(nc 1) 2b' 式中: t—管心距，m；nc —横过管束中心线的管数； b’—管束中心线上最外层管的中心至壳体内壁的距离.
管程数m计算： m u u'
u——管程内流体的适精品宜P流PT速欢；迎u下’载——可修管改程内流体的实际流体。 13
2.壳程数
当温差校正系数 t 低于0.8，可采用壳方多程。
如：在壳体内安装一块与管束平行的隔板，流体在壳体 内流经两次，称为两壳程。
但由于隔板在制造、安装和检修等方面都有困难，故一 般不采用壳方多程的换热器，而是几个换热器串联使用
管间距:两相邻换热管中心的距离。其值的确定需要考虑 以下几个因素：
① 管板强度； ② 清洗管子外表面时所需要的空隙； ③ 换热管在管板上的固定方法。
通常，胀管法取t =（1.3~1.5）d0，且相邻两管外壁间距不 应小于6mm，即t≥6+d0
焊接法取t =1.25d0。
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六、折流挡板
作用： ①提高壳程内流体的流速；
②加强湍流强度； ③提高传热效率； ④支撑换热管。
形式：
圆缺形
圆盘形
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最常用的为圆缺形挡板，切去的弓形高度约为外壳内
径的10%~40%，一般取20%~25%。
两相邻挡板的距离（板间距）h为外壳内径D的（0.2~1）倍。
目前列管式换热器系列标准中管径具有： Φ25mm × 2.5mm、 Φ 19mm × 2mm
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2.管长
以清洗方便及合理使用管材为原则
合理的换热器管长：1.5m、2m、3m、6m等 管子长度与公称直径之比，一般为4～6 ，对直径小 的换热器可取大些。
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先流体的压强、防腐蚀和精清品 洗PPT等欢要迎求下，载 再可修校改核对流传热系数和压强降。5
二、流体流速的选择
•增加流速
对流传热系数↑ ，污垢热阻↓→总传热系数↑ → 传热面积↓ 流动阻力↑和动力消一耗定传↑热面积
还需考虑结构上：
高流速→管子数目↓→较长管子或增加程数
管子太长不易清洗，且管长都有一定标准；
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五、管程和壳程数的确定
1.管程数
当流体的流量较小或传热面积较大而需管数很多时， 有时会使管内流速较低，对流系数较小。
为提高管内流速，可采用多管程。
但管程数过多，管程流动阻力加大，增加动力费用；多程 会使平均温度差下降；多程隔板使管板上可利用面积减少
标准中管程数有：1、2、4和6程，多程时应使每程管子数 大致相等。
程数增加使平均温度差下降
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6
常用的流速范围
流体种类 一般流体 易结垢流体
气体
流速 管程 壳程
0.5~3 0.2~1.5
>1 5~30
>0.5
不同粘度液体的流速
3~15
液体粘度
最大流速
>1500
0.6
1500~500
0.75
500~100
1.1
100~35
1.5
35~1
1.8
换热器课程设计
第三节 换热器计算方法
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1
换热器：在不同温度的流体间传递热能的装置
称为换热器。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中 广泛使用各种换热器，且它们是上述行业的通用 设备，占有十分重要的地位。
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2
1、热力设计
根据使用单位提出的基本要求，合理地选择运 行参数，并进行传热计算。
• 板间距过小，不便于制造和维修，阻力较大； • 板间距过大，流体难于垂直地流过管束，使对流传热系
数下降。
系列标准中，采用的h（mm）值为： • 固定管板式：150,300,600； • 浮头式：150,200,300,480和600.
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七、外壳直径的确定
要求：壳体内径等于或稍大于管板的直径。
计算出总传热系数、传热面积
2、流动设计
计算压降，为换热器的辅助设备提供选择参数
3、结构设计
根据传热面积的大小计算其主要零部件的尺寸
4、强度设计
应力计算。考虑换热器的受力情况，特别是在
高温高压下换热器的受压部件应按照国家压力容
器的标准设计。 精品 PPT 欢迎下载 可修改
3
管壳式换热器结构
• 管箱（封头） • 壳体 • 内部结构（包括管束等）
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3.管子排列方法
正三角形、转角正三角形、正方形、转角正方形等
管板强度高；流体走短路 机会少，且扰动较大，因 而对流传热系数较高；相 同壳程内排更多管子。
便于清洗，适 于壳程流体易 结垢的场合； 但对流传热系 数较正三角形 的低。
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介于正三角 形和正方形 之间。
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4. 管间距t
<1
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2.4
7
三、流体两端温度的确定
若冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确 定两端温度的问题。
若其中一个流体已知进口温度，则出口温度应由设计者 来确定。
例如：用冷水冷却某热流体，冷却水进口温度可根据当地 气温条件作出估计，出口温度需根据经济衡算来决定。
➢为节省水量，出口温度提高，则传热面积要大些； ➢为减少传热面积，出口温度降低，则要增加水量。
接管 壳体
壳程
折流挡板
管程 封头（ 端盖、管箱）
管束
单管精程品 固PPT定欢管迎板下换载 热可修器改
管板
4
一、流体流径的选择-冷、热流体走管程或壳程
① 不洁净和易结垢的液体宜在管内-清洗比较方便 ② 腐蚀性流体宜在管内-避免壳体和管子同时腐蚀，便于清
洗 ③ 压强高的流体宜在管内-免壳体受压，节省壳程金属消耗
量 ④ 饱和蒸汽宜走管间-便于及时排除冷凝液 ⑤ 有毒流体宜走管内，使泄露机会较少 ⑥ 被冷却的流体宜走管间-可利用外壳向外的散热作用 ⑦ 流量小或粘度大的液体，宜走管间-提高对流传热系数 ⑧ 若两流体的温差较大，对流传热系数较大者宜走管间-减
少热应力 上述各点若不能同时兼顾，应视具体情况抓主要矛盾。
一般，设计时冷却水两端温度差可取为5~10℃。
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四、管子的规格和排列方法
1.管径
应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面 的流速范围
a. 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；
b. 大直径管子用于粘性大或易结垢的流体。