碱洗气水冷器的设计+CAD图纸+答辩PPT(4)
（1）折流杆
折流杆式换热器能有效地减轻诱导振动，减少管束的磨损，延长设备使用寿命。同时，在同样换热负荷下，折流杆换热器的壳程阻力降比普通管壳式换热器减少30左右。
（2）换热管
强化管程传热技术的一种方式是改变传热面积，换热器的传热面积由换热管来决定，改变换热管的形状就能起到强化传热的效果。目前，国内外研究的新型换热管主要有：螺旋槽管、横纹管、螺旋扁管、翅片管和三文内肋管等。
（3）薄管板
薄管板换热器在国外已大量使用，国内也颁布了行业标准。从德国引进的换热器很多采用薄管板结构。与固定管板形式的厚管板换热器而言，薄管板结构既可以降低管板应力，也可以节约材料。对于采用折流杆支承的换热器，由于折流杆的固定作用好、管束振动小，采用薄管板更为可靠。
1.6 本文的研究内容
第一部分：总体方案确定、物性参数确定
通过检索与课题相关的文献资料了解列管式换热器的基本原理、性质及其在化工生产中的地位和作用。分析换热器应用的现状，现有的研究成果以及今后的发展趋势。通过国内与国外研究的对比，了解目前对于列管式换热器强化传热的设计理论基础和强化途径。从而确定课题的研究方案。
此次课题研究的物性参数主要包括工作压力，工作温度，物料名称及换热面积。
第二部分：热力计算、阻力计算
通过热量衡算、物料衡算，确定传热膜系数和传热面积。最后进行压力降计算。工艺计算主要包括列管式换热器的选型，操作条件的选择和操作方式选择。
第三部分：细部结构的设计
列管式换热器的细部结构包括：接管，折流板，法兰和管箱等。根据换热器的选型以及热力计算，逐步确定各细部结构的结构和尺寸。
第四部分：强度校核
主要对受压元件进行强度计算。需要确定换热器壳体、管箱短节、封头厚度。对容器法兰、螺栓、垫片进行校核计算，以及管板厚度的计算和开孔补强计算。
2 工艺计算
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需要的传热面积。工艺设计中包括了热力设计以及流动设计，其具体运算如下所述：
2.1 热力计算
2.1.1 确定物性数据
由已知条件可知，壳程和管程流体的有关物性数据如下表所示。
表2.1 碱洗气的有关物性数据
粘度
密度
导热系数
比热容
4.49×10-5 17.26 0.029 1.063
表2.2 冷却水的有关物性数据
粘度
密度
导热系数
比热容
7.052×10-4 993.8 0.625 4.1785
2.1.2 物性参数计算
由热量衡算式：
（2.1）
其中Q为热负荷，W/(m3﹒°C)；qm1、 qm2为热、冷流体的质量流量，kg/s；cp1、Cp2为热、冷流体的平均定压比热容，J/(kg﹒℃)；T1、T2分别为碱洗气进口、出口温度；t1、t2为冷却水的进口、出口温度。
两流体温度变化情况：碱洗气(热流体)进口温度85℃，出口温度40℃；冷却水(冷流体)进口温度40℃，出口温度32℃。该换热器用冷却水对碱洗气进行冷却，都为易结垢的流体且换热器的管壁温和壳体壁温之差较小，因此确定选用固定管板式换热器。
2.1.3 流动空间及流速的确定
由于冷却水容易结垢，为便于清洗，应使水走管程，碱洗气走壳程。从热交换角度，碱洗气走壳程可以与空气进行热交换，增大传热强度，具体流体流动示意图如图2.1所示。选用Ф25×2.5mm的碳钢无缝钢管，根据查表换热器常用流速的范围，取管内流速 =1.0m/s。