浮头式热交换器设计+CAD图纸(2)
4.3传热面积 11
4.4.冷却水用量 11
5工艺结构尺寸 12
5.1管径和管内流速 12
5.2管程数和传热管数 13
5.3平均传热温差校正及壳程数 14
5.4管子在管板上的固定和排列 14
5.5壳体内径 16
5.6折流板 16
5.7其他附件 18
5.8接管 19
5.9管板的设计与尺寸 20
6热交换器核算 21
6.1热流量核算 21
6.1.1壳程表面传热系数 21
6.1.2管内表面传热系数 21
6.1.3污垢热阻和管壁热阻 22
6.1.4 传热系数 22
6.1.5传热面积裕度 23
6.2壁温计算 23
6.3热交换器内流体的流动阻力 23
6.3.1管程流体阻力 23
6.3.2壳程阻力 24
6.3.3热交换器主要结构尺寸和计算结果: 25
7强度设计计算 27
7.1筒体壁厚计算 27
7.2外头盖短节和封头厚度计算 28
7.3管箱短节和封头厚度计算 29
7.4 管箱短节开孔补强校核 29
7.5壳体接管开孔补强校核 30
7.6固定管板计算 31
7.7浮头管板及钩圈 32
7.8无折边球封头计算 33
7.9浮头法兰计算 33
致谢 35
参考文献 36
1绪论
1.1 热交换器的类型
管壳式热交换器又称为列管式热交换器，是最典型的间壁式热交换器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在管内流动，其行程为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。
其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用管壳式热交换器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。
管壳式热交换器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀作用的影响。
1.2热交换器
热交换器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故热交换器的类型也是多种多样。
按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。
间壁式热交换器又称表面式热交换器或间接式热交换器。在这类热交换器中，冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量从热流体穿过壁面传给冷流体。该类热交换器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。间壁式热交换器的应用广泛，形式繁多。将在后面做重点介绍。
直接接触式热交换器又称混合式热交换器。在此类热交换器中，冷、热流体相互接触，相互混合传递热量。该类热交换器结构简单，传热效率高，适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。
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