管壳式换热器专业教学.ppt

管壳式换热器管壳式换热器 1 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 类类 型型 管壳式换热器按其结构的不同一般可分固定管板式、管壳式换热器按其结构的不同一般可分固定管板式、U形管式、浮头式和填料函式四种类型形管式、浮头式和填料函式四种类型 在间壁式换热器这一大类中，应用最为普遍、研究得最多的在间壁式换热器这一大类中，应用最为普遍、研究得最多的是管壳式换热器是管壳式换热器(也称列管式换热器也称列管式换热器)，因而对它的了解有着普遍，因而对它的了解有着普遍的意义 管程：管内流道及其贯通处管程：管内流道及其贯通处管程数：管程流体沿换热管长度方向往返次数；管程数：管程流体沿换热管长度方向往返次数；壳程：管外流道及其贯通处壳程：管外流道及其贯通处壳程数：壳程流体沿壳体轴向往返次数；壳程数：壳程流体沿壳体轴向往返次数；1技术教育1) 固定管板式换热器固定管板式换热器 结构：将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，管板与结构：将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，管板与壳体固定在一起壳体固定在一起特点：特点：（（1 1）结构比较简单、重量轻，成本低，在壳程程数相同的条件）结构比较简单、重量轻，成本低，在壳程程数相同的条件下可排的管数多；下可排的管数多；（（2 2）壳程不能检修和清洗，因此，宜于不易结垢和清洁的流体）壳程不能检修和清洗，因此，宜于不易结垢和清洁的流体换热；换热；（（3 3）当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使）当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生流体的泄漏。

管子与管板的接口脱开，从而发生流体的泄漏解决方法：在外壳上装设膨胀节，减小但不能完全消除温差热应力，解决方法：在外壳上装设膨胀节，减小但不能完全消除温差热应力，且在多程换热器中，这种方法不能照顾到管子的相对移动且在多程换热器中，这种方法不能照顾到管子的相对移动 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 2技术教育具有膨胀节的固定管板式换热器具有膨胀节的固定管板式换热器 换热管束换热管束管管 板板壳壳 体体前端管箱前端管箱后端结构后端结构折流板折流板进出口接管进出口接管膨胀节膨胀节管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 3技术教育2) U形管式换热器形管式换热器 结构：管束由结构：管束由U U形弯管组成，两端固定在同一块管板上，弯曲端形弯管组成，两端固定在同一块管板上，弯曲端不加固定，每根管子可自由伸缩，不受其他管子及壳体的影响不加固定，每根管子可自由伸缩，不受其他管子及壳体的影响特点：特点：（（1 1）在需要清洗时可将整个管束抽出，但要清除管子内壁的污）在需要清洗时可将整个管束抽出，但要清除管子内壁的污垢却比较困难；垢却比较困难；（（2 2）因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径，因而在制造时需用）因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径，因而在制造时需用不同曲率的模子弯管，且使管板的有效利用率降低；不同曲率的模子弯管，且使管板的有效利用率降低；（（3 3）损坏的管子也难于调换，）损坏的管子也难于调换，U U形管管束的中心部分空间对换形管管束的中心部分空间对换热器的工作有着不利的影响。

热器的工作有着不利的影响 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 4技术教育 3) 浮头式换热器浮头式换热器 结构：结构：两端管板一端与壳体用法兰固定联接，称为固定端另一两端管板一端与壳体用法兰固定联接，称为固定端另一端管板不与壳体联接而可相对于壳体滑动，称为浮头端由于浮端管板不与壳体联接而可相对于壳体滑动，称为浮头端由于浮头位于壳体内部，故又称内浮头式换热器头位于壳体内部，故又称内浮头式换热器特点：特点：（（1 1）管束的热膨胀不受壳体的约束，故壳体与管束之间不会因）管束的热膨胀不受壳体的约束，故壳体与管束之间不会因差胀而产生热应力；差胀而产生热应力；（（2 2）在需要清洗和检修时，可将整个管束从固定端抽出；）在需要清洗和检修时，可将整个管束从固定端抽出；（（3 3）浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，使壳体直径增大，）浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，使壳体直径增大，在管束与壳体之间形成了阻力较小的环形通道，产生旁流在管束与壳体之间形成了阻力较小的环形通道，产生旁流应用：应用：主要用于管子和壳体间温差大、壳程介质腐蚀性强、易结主要用于管子和壳体间温差大、壳程介质腐蚀性强、易结垢的场合。

由于结构复杂，金属消耗多，应用受到一定限制垢的场合由于结构复杂，金属消耗多，应用受到一定限制 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 5技术教育4) 填料函式换热器填料函式换热器结构：结构：使一端管板固定、而另一使一端管板固定、而另一端管板可在填料函中滑动，即将端管板可在填料函中滑动，即将浮头露在壳体外面的浮头式换热浮头露在壳体外面的浮头式换热器，所以又称外浮头式换热器器，所以又称外浮头式换热器特性：特性：（（1 1）由于填料密封处容易泄漏，）由于填料密封处容易泄漏，故不宜用于易挥发、易燃、易爆、故不宜用于易挥发、易燃、易爆、有毒和高压流体的热交换；有毒和高压流体的热交换；（（2 2）由于制造复杂，安装不便，）由于制造复杂，安装不便，因而不常采用因而不常采用 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 6技术教育 标标 准准国家标准：国家标准：《《钢制管壳式换热器钢制管壳式换热器》》(标准号为标准号为GBl51-89)最新标准：最新标准：《《管壳式换热器管壳式换热器》》(标准号为标准号为GBl51-1999)国标适用范围：国标适用范围：(1)公称直径公称直径≤2000mm；；(2)公称压力公称压力≤35MPa；；(3)公称直径公称直径(mm)和公称压力和公称压力(MPa)的乘积的乘积≯ ≯104。

行业标准行业标准：：《《浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数》》，标准号：，标准号：JB/T 4714-92；； 《《固定管板式换热器型式与基本参数固定管板式换热器型式与基本参数》》，标准号：，标准号：JB/T 4715-92；； 《《立式热虹吸式重沸器型式与基本参数立式热虹吸式重沸器型式与基本参数》》，标准号：，标准号：JB/T 4716-92；； 《《U形管式换热器型式与基本参数形管式换热器型式与基本参数》》，标准号：，标准号：JB/T 4717-92；； 《《不可拆式螺旋板换热器型式与基本参数不可拆式螺旋板换热器型式与基本参数》》，标准号：，标准号：JB/T 4723-92管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 7技术教育1：平盖；：平盖；2：平盖管箱：平盖管箱(部件部件)；；3：接管法兰；：接管法兰；4：管箱法兰；：管箱法兰；5：固定管板；：固定管板；6：壳体：壳体法兰；法兰；7：防冲板；：防冲板；8：仪表接口；：仪表接口；9：补强圈；：补强圈；10：圆筒壳体；：圆筒壳体；11：折流板；：折流板；12：旁：旁路挡板；路挡板；13：拉杆；：拉杆；14：定距管；：定距管；15：支持板；：支持板；16：双头螺柱或螺栓；：双头螺柱或螺栓；17：螺母；：螺母；18：外头盖垫片；：外头盖垫片；19：外头盖侧法兰；：外头盖侧法兰；20：外头盖法兰；：外头盖法兰；21：吊耳；：吊耳；22：放气口；：放气口；23：凸形封头；：凸形封头；24：浮头法兰；：浮头法兰；25：浮头垫片；：浮头垫片；26：无折边球面封头；：无折边球面封头；27：浮头管：浮头管板；板；28：浮头盖：浮头盖(部件部件)；；29：外头盖：外头盖(部件部件)；；30：排液口；：排液口；31：钩圈；：钩圈；32：接管；：接管；33：活动鞍座：活动鞍座(部件部件)；；34：换热管；：换热管；35：挡管；：挡管；36：管束：管束(部件部件)；；37：固定鞍座：固定鞍座(部件部件)；；38：滑道；：滑道；39：管箱垫片；：管箱垫片；40：管箱短节；：管箱短节；41：封头管箱：封头管箱(部件部件)；；42：分程隔板：分程隔板换热器中主要部件名称换热器中主要部件名称管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 8技术教育ⅠⅠ级（或级（或ⅡⅡ级）换热器级）换热器Ⅰ（或Ⅱ）管管/壳程数，单壳程只写壳程数，单壳程只写NtLN—公称长度（公称长度（m））, d—换热管外径（换热管外径（mm））公称换热面积（公称换热面积（m2））管管/壳程设计压力（壳程设计压力（MPa），压力相等时只写），压力相等时只写Pt公称直径公称直径(mm)，对釜式重沸器用分数表示，，对釜式重沸器用分数表示，分子为管箱内直径，分母为圆筒内直径分子为管箱内直径，分母为圆筒内直径第一个字母代表前端管箱型式，第二个字母代表壳体型式，第一个字母代表前端管箱型式，第二个字母代表壳体型式，第三个字母代表后端结构型式第三个字母代表后端结构型式 钢制管壳式换热器型号表示法钢制管壳式换热器型号表示法 管壳式换热器主要组合部件有前端管箱、壳体和后端结构管壳式换热器主要组合部件有前端管箱、壳体和后端结构(包括包括管束管束)三部分，三部分的不同组合，就形成结构不同的换热器。

三部分，三部分的不同组合，就形成结构不同的换热器管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 9技术教育管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 10技术教育管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 11技术教育 管子在管板上的固定与排列管子在管板上的固定与排列 1) 管子在管板上的固定管子在管板上的固定 原则原则：：保证连接牢固，不产生大的热应力；保证连接牢固，不产生大的热应力；方法方法：：（（1））胀接；（胀接；（2）焊接；（）焊接；（3）胀焊并用；）胀焊并用；胀接胀接：：基本连接方式，但压力温度受限基本连接方式，但压力温度受限 压力低于压力低于4MPa，温度低于，温度低于300oC焊接焊接：：在高温高压下能保持连接的紧密性，对管板孔的加工要在高温高压下能保持连接的紧密性，对管板孔的加工要求较低，同时比胀管的工艺简便适用高温、高压、易爆介质求较低，同时比胀管的工艺简便适用高温、高压、易爆介质 缺点：（缺点：（1）在焊接接头处的热应力可能造成应力腐蚀和破）在焊接接头处的热应力可能造成应力腐蚀和破裂；（裂；（2）在管孔和管子间存在的间隙处也可能产生间隙腐蚀。

在管孔和管子间存在的间隙处也可能产生间隙腐蚀管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 12技术教育 2) 管子在管板上的排列管子在管板上的排列 原则原则：：①①要保证管板有必要的强度，管子和管板的连接要坚固和紧密；要保证管板有必要的强度，管子和管板的连接要坚固和紧密； ②②设备要尽量紧凑，以便减小管板和壳体的直径，并使管外空间设备要尽量紧凑，以便减小管板和壳体的直径，并使管外空间的流通截面减小，以便提高管外流体的流速；的流通截面减小，以便提高管外流体的流速； ③③制造、安装和修理、维护简便制造、安装和修理、维护简便 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 等边三角形法等边三角形法 同心圆法同心圆法 正方形法正方形法 13技术教育等边三角形排列等边三角形排列：传热性能好，但流动阻力大；：传热性能好，但流动阻力大；同心圆排列同心圆排列：紧凑，布管均匀，但制造和装配比较困难；：紧凑，布管均匀，但制造和装配比较困难；正方形排列正方形排列：清洗方便，流动阻力小，但传热性能差。

清洗方便，流动阻力小，但传热性能差 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 组合排列组合排列：：用于多管程换热器中，每一程都采用等边三角形排列，而用于多管程换热器中，每一程都采用等边三角形排列，而在各程相邻管排间，为便于安装隔板，则采用正方形排列在各程相邻管排间，为便于安装隔板，则采用正方形排列转角排列转角排列：：（（1 1））流体流动方向与三角形一边平行的转角等边三角形排流体流动方向与三角形一边平行的转角等边三角形排列；（列；（2 2）流体的流动方向与正方形一条对角线垂直的转角正方形排列）流体的流动方向与正方形一条对角线垂直的转角正方形排列14技术教育 3) 管间距管间距 两根管子中心线的距离称为管间距，其大小主要与管板强度两根管子中心线的距离称为管间距，其大小主要与管板强度和清洗管子外表所需间隙、管子在管板上的固定方法等有关和清洗管子外表所需间隙、管子在管板上的固定方法等有关 采用焊接时，管间距太小，焊缝太近，就不能保证焊接质量采用焊接时，管间距太小，焊缝太近，就不能保证焊接质量 采用胀管时，过小的管间距会造成管板在胀接时由于挤压力采用胀管时，过小的管间距会造成管板在胀接时由于挤压力的作用而产生变形，失去了管板与管子之间的连接力。

对于多管的作用而产生变形，失去了管板与管子之间的连接力对于多管程分程隔板处的管间距，最小应为管间距加隔板槽密封面的宽度程分程隔板处的管间距，最小应为管间距加隔板槽密封面的宽度管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 换热管外径换热管外径1014 19 25 32 38 45 57最小管间距最小管间距s13-14 19 25 32 38 45 57 72分程隔板槽处管间距分程隔板槽处管间距lg2532 38 44 52 60 68 80注：注：①①当管间需要机械清洗时，相邻管间的净空距离当管间需要机械清洗时，相邻管间的净空距离(s-d)不宜小于不宜小于6mm，对，对于外径为于外径为10mm和和14mm的换热管的中心距分别不得小于的换热管的中心距分别不得小于17mm和和21mm；；②②外径为外径为25mm的换热管，当用转角正方形排列时，其分程隔板槽两侧的管间的换热管，当用转角正方形排列时，其分程隔板槽两侧的管间距应为距应为32mm×32mm正方形的对角线长，即正方形的对角线长，即sn=45.255mm15技术教育 4) 布管限定圆布管限定圆 按在管子排列方式照上述方法时，换热器管束外缘直径受圆筒按在管子排列方式照上述方法时，换热器管束外缘直径受圆筒内径的限制，因此在设计时要将管束外缘置于布管限定圆之内，布内径的限制，因此在设计时要将管束外缘置于布管限定圆之内，布管限定圆直径管限定圆直径DL值的大小按结构型式而异。

值的大小按结构型式而异对于固定管板式、对于固定管板式、U形管式换热器形管式换热器 式中，式中，b3为固定管板式、为固定管板式、U形管式换热形管式换热器管束最外换热管表面至壳体内壁的最器管束最外换热管表面至壳体内壁的最短距离，通常情况下短距离，通常情况下b3＝＝0.25d，，且不小且不小于于10 mm；； 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 16技术教育 管管 板板作用作用：：（（1 1）固定换热管束；（）固定换热管束；（2 2）分隔管壳程流体；）分隔管壳程流体；型式：型式：常用圆形平板，也有弹性管板常用圆形平板，也有弹性管板管孔：管孔：排列方式同换热管，孔径略大于换热管；排列方式同换热管，孔径略大于换热管； 管孔数管孔数=换热管数换热管数+假管数假管数+拉杆数拉杆数厚度：厚度：按强度理论计算按强度理论计算 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 管板与管子用胀接法连接时，管板的最小厚度管板与管子用胀接法连接时，管板的最小厚度( (不包括腐蚀裕不包括腐蚀裕量量) )按下表规定；当用焊接法连接时，最小厚度除满足要求外还要满按下表规定；当用焊接法连接时，最小厚度除满足要求外还要满足结构和制造的要求。

足结构和制造的要求换热管外径换热管外径101419 25323845 57管板最管板最小厚度小厚度用于炼油工业及易燃易爆用于炼油工业及易燃易爆有毒介质等严格场合有毒介质等严格场合2025323845 57用于无害介质的一般场合用于无害介质的一般场合101520242632 3617技术教育 对于对于U形管式、浮头管式等设备，为使壳形管式、浮头管式等设备，为使壳程便于清洗，常将管板夹在壳体法兰和管箱法程便于清洗，常将管板夹在壳体法兰和管箱法兰之间构成可拆连接兰之间构成可拆连接 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 管板和壳体的连接：管板和壳体的连接：有可拆和不可拆两种有可拆和不可拆两种 固定管板式换热器常用不可拆连接，两端的管板直接焊于外固定管板式换热器常用不可拆连接，两端的管板直接焊于外壳上并延伸到壳体周围之外兼作法兰，拆下管箱即可检修胀口或壳上并延伸到壳体周围之外兼作法兰，拆下管箱即可检修胀口或清扫管内污垢把管板焊在壳体内不兼作法兰的结构用得较少清扫管内污垢把管板焊在壳体内不兼作法兰的结构用得较少 管板与壳体的可拆连接管板与壳体的可拆连接 管板与壳体的不可拆连接管板与壳体的不可拆连接 18技术教育 分分 程程 隔隔 板板 目的：目的：将换热器的管程分为若干流程，提高流速，增大传热系数将换热器的管程分为若干流程，提高流速，增大传热系数原则原则：：（（1））每一程管数大致相等；（每一程管数大致相等；（2）分程隔板的形状简单，）分程隔板的形状简单，（（3）密封长度尽可能短。

密封长度尽可能短常用程数：常用程数：根据根据GBl51-1999规定，常用程数有规定，常用程数有1、、2、、4、、6、、8、、10、、12等七种程数等七种程数 分程方法：分程方法：平行分程法和丁字形分成法平行分程法和丁字形分成法 从热膨胀角度出发，在考虑分程时，最好使相邻程间平均壁从热膨胀角度出发，在考虑分程时，最好使相邻程间平均壁温之差不超过温之差不超过28℃，因此就由平行隔板和丁字形隔板所组成的四，因此就由平行隔板和丁字形隔板所组成的四流程换热器而论，平行隔板要优于丁字形隔板，因为在采用丁字流程换热器而论，平行隔板要优于丁字形隔板，因为在采用丁字形隔板时，最冷和最热的流程是紧挨着的形隔板时，最冷和最热的流程是紧挨着的 安装：安装：焊接在管箱上，在管板上设分程隔板槽，槽的宽度、深度焊接在管箱上，在管板上设分程隔板槽，槽的宽度、深度及拐角处的倒角等均有具体规定及拐角处的倒角等均有具体规定 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 19技术教育常见管板分程布置常见管板分程布置 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 20技术教育 折流板和支持板折流板和支持板作用作用：（：（1）使流体横掠管束，增大传热系数；（）使流体横掠管束，增大传热系数；（2）支撑管束；）支撑管束； （（3）防止管束振动和弯曲。

防止管束振动和弯曲 常用形式常用形式：（：（1））弓形折流板，（弓形折流板，（2）盘环形）盘环形(或称圆盘一圆环形或称圆盘一圆环形)折流板，（折流板，（3）扇形折流板，（）扇形折流板，（4）管孔形折流板）管孔形折流板 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 在弓形折流板中，流动死区较小，结构简单，因而用得最多；在弓形折流板中，流动死区较小，结构简单，因而用得最多；盘环形结构比较复杂，不便清洗，一般用在压力较高和物料比较清盘环形结构比较复杂，不便清洗，一般用在压力较高和物料比较清洁的场合；扇形和管孔形的应用较少洁的场合；扇形和管孔形的应用较少 21技术教育弓形折流板切口方向：弓形折流板切口方向：卧式换热器分为缺口上、下方向交替排卧式换热器分为缺口上、下方向交替排列（水平切口）和缺口左、右方向交替排列（垂直切口）两种列（水平切口）和缺口左、右方向交替排列（垂直切口）两种 当流过壳程的全是气相或液相的清洁物料时，宜用水平切口当流过壳程的全是气相或液相的清洁物料时，宜用水平切口卧式换热器、冷凝器和再沸器，当壳程是气、液相共存或液体中卧式换热器、冷凝器和再沸器，当壳程是气、液相共存或液体中带有固体的物料时，宜用垂直切口。

带有固体的物料时，宜用垂直切口 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 弓形折流板尺寸：弓形折流板尺寸：缺口大小（高度缺口大小（高度h）和板间距）和板间距B弓形折流板的排列弓形折流板的排列 22技术教育缺口大小缺口大小：按切去弓形弦高占壳体内径百分比（：按切去弓形弦高占壳体内径百分比（h/Di）来确定）来确定 单相换热：单相换热：h/Di=(20-25)% 壳程蒸发：壳程蒸发：h/Di=45% 壳程冷凝：壳程冷凝：h/Di=(25-45)% 相邻两折流板距离相邻两折流板距离B：：间距小，可保证流体横掠管束，提高换热间距小，可保证流体横掠管束，提高换热系数但若过小，又会增加流动阻力，难于检修和清洗；间距过大，系数但若过小，又会增加流动阻力，难于检修和清洗；间距过大，则流体难于垂直流过管束，使换热系数下降则流体难于垂直流过管束，使换热系数下降 为了保证设计的合理性，弓形折流板的间距一般不应小于壳体为了保证设计的合理性，弓形折流板的间距一般不应小于壳体内径的内径的1/5，且不小于，且不小于10 mm，最大则不超过下表的规定，且不超，最大则不超过下表的规定，且不超过壳体内径。

过壳体内径 换热管外径换热管外径10 14 19 25 32 38 45 57 最大无支撑跨距最大无支撑跨距800 1100 1500 1900 2200 2500 2800 3200管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 23技术教育折流板厚度：折流板厚度：为了防振、并能承受拆换管子时的扭拉作用，折流为了防振、并能承受拆换管子时的扭拉作用，折流板须有一定厚度一般情况下至少比管壁厚一倍，最薄约板须有一定厚度一般情况下至少比管壁厚一倍，最薄约3mm，，按按GB 151-1999中具体规定执行中具体规定执行折流板的固定：折流板的固定：两种方式两种方式（（1）拉杆）拉杆+定距管定距管 对于管子外径大于或等于对于管子外径大于或等于19mm的管束，折流板的安装固定通的管束，折流板的安装固定通过拉杆和定距管来实现拉杆是一根两端皆带螺纹的长杆，一端拧过拉杆和定距管来实现拉杆是一根两端皆带螺纹的长杆，一端拧入管板，折流板穿在拉杆上，各折流板之间则以套在拉杆上的定距入管板，折流板穿在拉杆上，各折流板之间则以套在拉杆上的定距管来保持板间距离，最后一块折流板用螺母拧在拉杆上紧固。

拉杆管来保持板间距离，最后一块折流板用螺母拧在拉杆上紧固拉杆应尽量均布于管束的外边缘，但对于大直径的换热器，在布管区内应尽量均布于管束的外边缘，但对于大直径的换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处也应布置适当数量的拉杆或靠近折流板缺口处也应布置适当数量的拉杆2）直接焊接：对于管子外径小于或等于）直接焊接：对于管子外径小于或等于14mm的管束可把折流的管束可把折流板焊在拉杆止，此时则不需定距管板焊在拉杆止，此时则不需定距管管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 24技术教育折流板的安装和固定折流板的安装和固定 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 25技术教育 拉杆的直径及数量：拉杆的直径及数量：建议的拉杆直径和数量如下表所示在建议的拉杆直径和数量如下表所示在保证大于或等于表中所示拉杆总截面积的条件下，拉杆的直径和数保证大于或等于表中所示拉杆总截面积的条件下，拉杆的直径和数量可以变动，但其直径不得小于量可以变动，但其直径不得小于10mm10mm，数量不得少于，数量不得少于4 4根 换热管外径换热管外径10 14 19 25 32 38 45 57拉杆直径拉杆直径10 12 12 16 16 16 16 16拉杆直径拉杆直径<400400-700700-900900-13001300-15001500-18001800-200010121644464410861210616128181410241812拉拉 杆杆 数数 量量 拉杆的直径拉杆的直径 当设备上无安装折流板的要求当设备上无安装折流板的要求( (如冷凝换热如冷凝换热) )时，应该安装一定数量的支时，应该安装一定数量的支持板，用来支撑换热管，防止它产生过大挠度。

持板，用来支撑换热管，防止它产生过大挠度支撑板特点支撑板特点：（：（1 1）大弓高（或半圆）；（）大弓高（或半圆）；（2)2)垂直切口垂直切口 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 26技术教育 假管和旁路挡板假管和旁路挡板 设置假管和旁路挡板的必要性：设置假管和旁路挡板的必要性： 若在参与换热的流体中，有一部分流体从主流中旁流出去，若在参与换热的流体中，有一部分流体从主流中旁流出去，例如在浮头式换热器，由于安装浮头法兰的需要，圆筒内有一圈例如在浮头式换热器，由于安装浮头法兰的需要，圆筒内有一圈较大的没有排列管子的间隙，因而促使部分流体由此间隙短路而较大的没有排列管子的间隙，因而促使部分流体由此间隙短路而过，则主流速度及其换热系数都将下降而旁路流体未经换热就过，则主流速度及其换热系数都将下降而旁路流体未经换热就到达出口处，与主流混合必使流体出口温度达不到预期的数值到达出口处，与主流混合必使流体出口温度达不到预期的数值假管和旁路挡板就是为了防止流体短路而设立的假管和旁路挡板就是为了防止流体短路而设立的 假管的安装：假管的安装： 假管是两端堵死的管子，安置在分程隔板槽后面，每根挡管假管是两端堵死的管子，安置在分程隔板槽后面，每根挡管占据一根换热管的位置，但不穿过管板，用点焊的方法固定于折占据一根换热管的位置，但不穿过管板，用点焊的方法固定于折流板上。

通常每隔流板上通常每隔3～～4排管子安排一根，也可用带定距管的拉杆排管子安排一根，也可用带定距管的拉杆来代替假管来代替假管管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 27技术教育管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 28技术教育 旁路挡板作用：旁路挡板作用：减小管束外环间隙的短路，增加阻力，迫使大部减小管束外环间隙的短路，增加阻力，迫使大部分流体通过管束进行热交换分流体通过管束进行热交换旁路挡板的安装：旁路挡板的安装：旁路挡板厚度一般与折流板厚度相同，可将它嵌入旁路挡板厚度一般与折流板厚度相同，可将它嵌入折流板槽内，并点焊在每块折流板上折流板槽内，并点焊在每块折流板上应用注意事项：应用注意事项：（（1）对于固定管板式和）对于固定管板式和U形管式换热器，由于圆筒内径与管束外缘之形管式换热器，由于圆筒内径与管束外缘之间的间隙不大，故可不用旁路挡板间的间隙不大，故可不用旁路挡板2）在有相变发生时，即使此间隙较大也不必使用旁路挡板；）在有相变发生时，即使此间隙较大也不必使用旁路挡板；（（3）对于）对于U形管式换热器，管束最里层的管间通道很宽，往往也要设形管式换热器，管束最里层的管间通道很宽，往往也要设置中间挡板来减少短路。

置中间挡板来减少短路4）只有当壳程流体的换热系数起控制作用时，安装旁路挡板或假）只有当壳程流体的换热系数起控制作用时，安装旁路挡板或假管才能显著提高传热系数，旁路面积与壳程流通面积之比越大，效果管才能显著提高传热系数，旁路面积与壳程流通面积之比越大，效果越显著管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 29技术教育 防冲板与导流筒防冲板与导流筒 防冲板：防冲板：处于流体进口处的管束，经常受到高速流体的冲刷，故处于流体进口处的管束，经常受到高速流体的冲刷，故在进口处设一防冲板，使之起防护作用在进口处设一防冲板，使之起防护作用防冲板的形式有如下图防冲板的形式有如下图所示的三种，其中所示的三种，其中(a)和和(b)是将防冲板两侧焊在定距管和拉杆上，是将防冲板两侧焊在定距管和拉杆上，(c)是把它焊在壳体上是把它焊在壳体上防防 冲冲 板板 的的 形形 式式 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 30技术教育 导流筒作用：导流筒作用：使流体更均匀地流入管间，防止流体对进口段管使流体更均匀地流入管间，防止流体对进口段管束的冲刷，并减小远离接管处的死区，提高传热效果。

束的冲刷，并减小远离接管处的死区，提高传热效果导流筒形式导流筒形式：：内导流筒和外导流筒两种内导流筒和外导流筒两种导流筒结构：导流筒结构：内导流筒是设置在壳体内部的一个圆筒形结构，在靠内导流筒是设置在壳体内部的一个圆筒形结构，在靠近管板的一端敞开，而另一端近似密封，内导流筒的结构简单，制近管板的一端敞开，而另一端近似密封，内导流筒的结构简单，制造方便，但占据壳程空间而排管数相应减少造方便，但占据壳程空间而排管数相应减少外导流筒的直径与壳外导流筒的直径与壳体直径一致，其结构比前者复杂，但可不影响管板上的排管体直径一致，其结构比前者复杂，但可不影响管板上的排管 内导流筒结构内导流筒结构 外导流筒结构外导流筒结构 管壳式换热器的类型、标准与结构管壳式换热器的类型、标准与结构 31技术教育2 管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算 在换热器设计中，传热计算和结构计算是相互关联的在传在换热器设计中，传热计算和结构计算是相互关联的在传热计算中需要确定的传热系数与结构有关，而结构尺寸的确定又热计算中需要确定的传热系数与结构有关，而结构尺寸的确定又必须根据传热方程先计算出换热面积。

必须根据传热方程先计算出换热面积 结构计算的任务在于确定设备的主要尺寸，对于管壳式换热结构计算的任务在于确定设备的主要尺寸，对于管壳式换热器而言则包括下列各项：器而言则包括下列各项：①①计算管程流通截面积，包括确定管子尺寸、数目及程数，并选择计算管程流通截面积，包括确定管子尺寸、数目及程数，并选择管子的排列方式；管子的排列方式；②②确定圆筒壳体直径；确定圆筒壳体直径；③③计算壳程流通截面积；计算壳程流通截面积；④④计算进、出口连接管尺寸计算进、出口连接管尺寸 单管程换热器管程所需流通截面积单管程换热器管程所需流通截面积At为为 At=Gt/r rtwt, m2管程流体的质量流量管程流体的质量流量管程流体的流速管程流体的流速 管程流通截面积的计算管程流通截面积的计算32技术教育 为保证流体以选定流速通过换热器，所需管数为为保证流体以选定流速通过换热器，所需管数为 管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算管子内径管子内径管长的影响：管长的影响：（（1 1）传热面一定时，增加管长可使换热器直径减小，从而使换热器的）传热面一定时，增加管长可使换热器直径减小，从而使换热器的成本有所降低。

成本有所降低2 2）管长增加，管子清洗和拆换困难，检修时抽出管子所需空间增大管长增加，管子清洗和拆换困难，检修时抽出管子所需空间增大 为满足热计算所需的传热面为满足热计算所需的传热面F，每根管子的长度应为，每根管子的长度应为管长限制指标：管长限制指标：换热管长度与壳体直径之比（简称长径比）：换热管长度与壳体直径之比（简称长径比）： 卧式布置：卧式布置：L/D=6～～10 立式布置：立式布置：L/D=4～～633技术教育 管长应选用标准值：管长应选用标准值：GBl51-1999推荐换热管长度为：推荐换热管长度为：l000、、1500、、2000、、2500、、3000、、4500、、6000、、7500、、9000、、12000 mm等等 管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算 如果管长过长，就应做成多流程的换热器当管子的长度选定如果管长过长，就应做成多流程的换热器当管子的长度选定为为l后，所需的管程数后，所需的管程数Zt就可按下式确定就可按下式确定总的换热管数为：总的换热管数为：流程数的影响：流程数的影响：（（1）程数过多会使隔板在管板上占去过多的面积，使管板上能排列的）程数过多会使隔板在管板上占去过多的面积，使管板上能排列的管数减少，流体穿过隔板垫片短路的机会也增多；管数减少，流体穿过隔板垫片短路的机会也增多；（（2）程数增多，流速加快，传热增强，但流体转弯次数增加，流程增）程数增多，流速加快，传热增强，但流体转弯次数增加，流程增长，流动阻力增加；长，流动阻力增加；（（3）程数宜取偶数，以使流体的进、出口连接管做在同一封头管箱上，）程数宜取偶数，以使流体的进、出口连接管做在同一封头管箱上，便于制造。

便于制造34技术教育 壳体直径的确定壳体直径的确定 式中，式中，b’为管束中心线上最外层管中心至壳体内壁的距离，一般为管束中心线上最外层管中心至壳体内壁的距离，一般取取b’=(1-1.5)do (do为管外径为管外径)；；nc为中心管排管数为中心管排管数下述公式可用来粗估内径：下述公式可用来粗估内径：管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算 在确定壳体直径时，应先确定内径壳体内径与管子的排列方式在确定壳体直径时，应先确定内径壳体内径与管子的排列方式密切相关，在排列管子时，要考虑每一拉杆也占一根管子的位置在密切相关，在排列管子时，要考虑每一拉杆也占一根管子的位置在多程换热器中，分程隔板和纵向隔板所占位置也增大了壳体内径因多程换热器中，分程隔板和纵向隔板所占位置也增大了壳体内径因此，在确定内径，尤其是多程换热器的内径时，最可靠的方法是通过此，在确定内径，尤其是多程换热器的内径时，最可靠的方法是通过作图中心管排管数中心管排管数nc计计算：算： 当管子按等边三角形排列时：当管子按等边三角形排列时： 当管子按正方形排列时：当管子按正方形排列时：35技术教育（（1）按计算或作图得到的内径应圆整到标准尺寸；）按计算或作图得到的内径应圆整到标准尺寸；（（2）公称直径小于或等于）公称直径小于或等于400mm的换热器，采用无缝钢管；的换热器，采用无缝钢管；（（3）大于）大于400mm时，采用卷制圆筒壳体，公称直径以时，采用卷制圆筒壳体，公称直径以400mm为为基础，以基础，以100mm为进级档，必要时，允许以为进级档，必要时，允许以50mm为进级档。

为进级档4）壳体外径则应通过强度计算，按照钢制压力容器标准的规定）壳体外径则应通过强度计算，按照钢制压力容器标准的规定加以确定，最小壳体壁厚见下表；加以确定，最小壳体壁厚见下表；（（5）壳体尺寸的确定必须满足强度、刚度、耐久性、密封性和稳）壳体尺寸的确定必须满足强度、刚度、耐久性、密封性和稳定性的要求，同时，保证安装、运输和检修方便定性的要求，同时，保证安装、运输和检修方便管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算确定原则：确定原则：公称直径公称直径400-700 800-1000 1100-1500 1600-2000浮头式、浮头式、U形管式形管式8101214固定管板式固定管板式681012注：不包括壁厚附加量注：不包括壁厚附加量36技术教育 壳程流通截面积的计算壳程流通截面积的计算 对弓形折流板，其缺口高度对弓形折流板，其缺口高度(h)应能保证流体在缺口处的流通应能保证流体在缺口处的流通截面积与流体在两折流板间错流的流通截面积接近，以免因流动截面积与流体在两折流板间错流的流通截面积接近，以免因流动速度变化引起压降当选好壳程流体的流速后，就可方便地确定速度变化引起压降。

当选好壳程流体的流速后，就可方便地确定为保证流速所需的流通截面积（为保证流速所需的流通截面积（As） 若以若以Ab表示流体在缺口处的流通截面积，表示流体在缺口处的流通截面积，则则 Ab=缺口总截面积缺口总截面积Awg－缺口处管子所占面积－缺口处管子所占面积Awt其中，其中，Fc为错流区内管子数占总管数的百分数，为错流区内管子数占总管数的百分数， 管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算壳体内直径壳体内直径布管圆外直径布管圆外直径37技术教育折流板的几何关系折流板的几何关系 管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算38技术教育 流体在两折流板间错流的流通截面积，以中心线或靠近中心流体在两折流板间错流的流通截面积，以中心线或靠近中心线处的流通截面积为基准，以线处的流通截面积为基准，以Ac表示：表示：管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算折流板间距折流板间距管间距管间距 以上各计算式是以管子均匀排列为依据的，在其他情况下，以上各计算式是以管子均匀排列为依据的，在其他情况下，例如分程隔板相应位置处不能排管等，则应对例如分程隔板相应位置处不能排管等，则应对Ac加以修正。

加以修正 As、、Ab和和Ac之间满足以下关系：之间满足以下关系： 39技术教育 进、出口连接管直径的计算进、出口连接管直径的计算 确定连接管直径的基本公式仍是连续性方程，经简化之后确定连接管直径的基本公式仍是连续性方程，经简化之后的计算公式为的计算公式为 其中，流速的数值应尽量选择与设备中的相同，按上式算出的管其中，流速的数值应尽量选择与设备中的相同，按上式算出的管径，还应圆整到最接近的标准管径径，还应圆整到最接近的标准管径 管壳式换热器的结构计算管壳式换热器的结构计算40技术教育3 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 传热系数的确定传热系数的确定 在设计换热器时，主要困难在于确定传热系数，困难的原因在设计换热器时，主要困难在于确定传热系数，困难的原因是由于换热器传热面几何形状的复杂，冲刷传热面的条件多种多是由于换热器传热面几何形状的复杂，冲刷传热面的条件多种多样，流体温度沿传热面变化很大以及传热面的非等温性等确定样，流体温度沿传热面变化很大以及传热面的非等温性等确定传热系数主要通过以下三种方法传热系数主要通过以下三种方法。

①①选用经验数据：选用经验数据： 由设计者根据经验或参考书籍选用工艺条件相仿、由设计者根据经验或参考书籍选用工艺条件相仿、设备类型类似的传热系数值作为设计依据设备类型类似的传热系数值作为设计依据②②实验测定：实验测定： 通过实验测定的传热系数比较可靠，不但可为设计提通过实验测定的传热系数比较可靠，不但可为设计提供依据，而且可以了解设备的性能，若能进一步测定换热系数，供依据，而且可以了解设备的性能，若能进一步测定换热系数，还可借以探讨改善设备生产能力的途径还可借以探讨改善设备生产能力的途径③③通过计算：通过计算： 在缺乏合适的经验数值，或需要知道比较准确的数值在缺乏合适的经验数值，或需要知道比较准确的数值时，传热系数只能通过计算时，传热系数只能通过计算41技术教育 对于通过管壁的传热，传热系数按下式计算对于通过管壁的传热，传热系数按下式计算：： 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 一般情况下，金属壁面的导热热阻比流体的对流换热热阻小得一般情况下，金属壁面的导热热阻比流体的对流换热热阻小得多；对于新的或污垢热阻可忽略不计的换热器，甚至可以用下式来多；对于新的或污垢热阻可忽略不计的换热器，甚至可以用下式来估计传热系数估计传热系数 若考虑管内、外污垢热阻，并假定管壁较薄，可用以下的近似若考虑管内、外污垢热阻，并假定管壁较薄，可用以下的近似公式计算传热系数，公式计算传热系数，平均直径平均直径内壁污垢热阻内壁污垢热阻外壁污垢热阻外壁污垢热阻42技术教育 管内换热系数管内换热系数 科恩传热因子科恩传热因子管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 流体流过管内时的换热系数，一般是在试验基础上，将其变化流体流过管内时的换热系数，一般是在试验基础上，将其变化规律用努塞尔数规律用努塞尔数(Nu)或传热因子或传热因子(jh)与雷诺数与雷诺数(Re)之间的关系用公式之间的关系用公式或线图的形式表示出来。

或线图的形式表示出来传热因子有科恩传热因子和柯尔本传热因子之分，其定义分别为传热因子有科恩传热因子和柯尔本传热因子之分，其定义分别为柯尔本传热因子柯尔本传热因子两者关系两者关系43技术教育 对于对于Pr>0.7，，l/d≥24的管内层流、过渡流与湍流时的强制对流的管内层流、过渡流与湍流时的强制对流换热，可按下图查取换热，可按下图查取jh值后，计算换热系数值后，计算换热系数 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 44技术教育 管外（壳程）换热系数管外（壳程）换热系数 对于具有弓形折流板的情形，采用的比较多的方法是贝尔法，其对于具有弓形折流板的情形，采用的比较多的方法是贝尔法，其中心内容是首先假定全部壳程流体都以错流形式通过理想管束，求得中心内容是首先假定全部壳程流体都以错流形式通过理想管束，求得理想管束的传热因子，然后根据换热器结构参数及操作条件的不同，理想管束的传热因子，然后根据换热器结构参数及操作条件的不同，引入各项校正因子修正引入各项校正因子修正为此，先分析壳程流体流动过程为此，先分析壳程流体流动过程 通过壳程的各股流路通过壳程的各股流路 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 45技术教育 流路流路A：由于管子与折流板上的管孔间存在间隙，而折流板前：由于管子与折流板上的管孔间存在间隙，而折流板前后又存在压差所造成的泄漏，其随管外壁的结垢而减小。

此流路后又存在压差所造成的泄漏，其随管外壁的结垢而减小此流路降低了主流速度，故对传热不利降低了主流速度，故对传热不利 流路流路B：横向流过管束的主流路，对传热和阻力影响最大横向流过管束的主流路，对传热和阻力影响最大 流路流路C：管束最外层管子与壳体间存在间隙而产生的旁路此：管束最外层管子与壳体间存在间隙而产生的旁路此旁路流量可达相当大的数值设置旁路挡板，可改善此流路对传旁路流量可达相当大的数值设置旁路挡板，可改善此流路对传热的不利影响热的不利影响 流路流路E：由于折流板和壳体内壁间存在一定间隙所形成的漏流，：由于折流板和壳体内壁间存在一定间隙所形成的漏流，它不但对传热不利，而且会使温度发生相当大的畸变，特别在层它不但对传热不利，而且会使温度发生相当大的畸变，特别在层流流动时流流动时管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 流路流路F F：因为安置分程隔板而使壳程形成了不为管子所占据的通：因为安置分程隔板而使壳程形成了不为管子所占据的通道，若用来形成多管程的隔板设置在主横向流的方向上，将会造成道，若用来形成多管程的隔板设置在主横向流的方向上，将会造成一股一股( (或多股或多股) )旁路。

此时常在旁通走廊中设置一定量的假管此时常在旁通走廊中设置一定量的假管46技术教育 主要结构参数计算主要结构参数计算 (1) 总管数总管数nt：从图纸上读出从图纸上读出管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 (2) 错流区管排数错流区管排数Nc：最好从图纸读出，否则按下式估算：：最好从图纸读出，否则按下式估算：(3) 两折流板顶部间错流面积占总面积的百分数两折流板顶部间错流面积占总面积的百分数Fc’：：(4) 错流区内管子数占总管数的百分数错流区内管子数占总管数的百分数Fc47技术教育 (7) 一块折流板上管子和管孔之间的泄漏面积一块折流板上管子和管孔之间的泄漏面积管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 (6) 错流面积中旁流面积所占分数错流面积中旁流面积所占分数Fbp若有若有F流路存在时，则流路存在时，则管程隔板所占的通道数管程隔板所占的通道数(F流路数流路数)F流道净宽度流道净宽度d dtb=dH- -do, dH为管孔直径为管孔直径(5) 每一缺口内的有效管排数每一缺口内的有效管排数Ncw，由图确定，或按下式计算，由图确定，或按下式计算 48技术教育(11) 折流板数目折流板数目或或管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 (8) 折流板外缘与壳体内壁之间的泄漏面积折流板外缘与壳体内壁之间的泄漏面积Asb折流板直径折流板直径(9) 流体通过缺口的流通面积流体通过缺口的流通面积Ab（前以计算出）（前以计算出）(10) 缺口的当量直径缺口的当量直径Dw (用于用于Re≤100的情况的情况)进口段折流板到管板距离进口段折流板到管板距离 出口段折流板到管板距离出口段折流板到管板距离 49技术教育①①由下图查出在换热器中心线处，假定壳程流体全部错流流过管由下图查出在换热器中心线处，假定壳程流体全部错流流过管束，在此理想管束中纯错流时的柯尔本传热因子束，在此理想管束中纯错流时的柯尔本传热因子jH 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 计算壳程换热系数的贝尔法计算壳程换热系数的贝尔法50技术教育②②折流板缺口校正因子折流板缺口校正因子jc：由下图查取：由下图查取 jc是是Fc的函数，对于缺口处不排管的结构，的函数，对于缺口处不排管的结构，jc=1。

管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 51技术教育③③折流板泄漏影响校折流板泄漏影响校正因子正因子j1管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 即即A和和E流路的影流路的影响，其为响，其为Asb/(Asb+Atb)及及(Asb+Atb)/Ac的函数由由图查取由由图查取52技术教育④④管束旁流影响校正因子管束旁流影响校正因子jb 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 其是其是Fbp和和Nss/Nc （（Nss为每一错流区内旁路挡板对数，为每一错流区内旁路挡板对数，Nc为错流区内管排数）的函数由下图查取为错流区内管排数）的函数由下图查取 53技术教育管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 ⑤⑤换热器进、出口段折流板间距不等时的校正因子换热器进、出口段折流板间距不等时的校正因子js式中，当式中，当Re≥100时，时，n=0.6，， 当当Re<100时，时，n=1/3⑥⑥计算壳程传热因子计算壳程传热因子jo 54技术教育 与换热系数计算有关的几个问题与换热系数计算有关的几个问题 (1) 定性温度定性温度管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 式中，式中，Ft取值如下：取值如下： 壳侧流体被管侧的水冷却时，壳侧流体被管侧的水冷却时，Ft=0.3；； 壳侧流体被管程的水蒸汽加热时，壳侧流体被管程的水蒸汽加热时，Ft=0.55；； 壳侧和管侧均为油时，壳侧和管侧均为油时，Ft=0.45；； 粘度在粘度在10-3 Pa·s以下的低粘性液体，以下的低粘性液体，Ft=0.5。

对热流体对热流体 对冷流体对冷流体55技术教育 (2) 定性尺寸定性尺寸 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 努塞尔准则、雷诺准则等的定义式中，努塞尔准则、雷诺准则等的定义式中，l为定性尺寸通常是为定性尺寸通常是选取对流体运动或传热发生主导影响的尺寸作为定性尺寸例如，选取对流体运动或传热发生主导影响的尺寸作为定性尺寸例如，在圆管内的换热过程取管子内径在圆管内的换热过程取管子内径di，在管外强迫流动换热时取管，在管外强迫流动换热时取管子外径子外径do，而对非圆形管道则取其当量直径，而对非圆形管道则取其当量直径de在一般情况下，当在一般情况下，当量直径的定义为：量直径的定义为： 式中，式中，A为流体的流通截面积；为流体的流通截面积；U为湿周边或热周边长，在计算阻为湿周边或热周边长，在计算阻力时，它是全部润湿周边；在传热计算时，是参与传热的周边力时，它是全部润湿周边；在传热计算时，是参与传热的周边 在应用准则方程式时，还应注意当量直径的取法是否有特别在应用准则方程式时，还应注意当量直径的取法是否有特别的说明。

的说明56技术教育(3) 粘度修正粘度修正 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 在某些准则方程式中，为了考虑非等温流动和热流方向对换热在某些准则方程式中，为了考虑非等温流动和热流方向对换热的影响，常乘有的影响，常乘有(m mf/m mw)n或或(Prf/Prw)m因子的修正项，或者在准则方因子的修正项，或者在准则方程式中的程式中的Pr项对加热和冷却采用不同的指数项对加热和冷却采用不同的指数此修正项的计算，往此修正项的计算，往往由于壁温未知而要用试算法；但也可取近似值：往由于壁温未知而要用试算法；但也可取近似值： 液体被加热时，取液体被加热时，取 (m mf/m mw)0.14≈1.05 液体被冷却则取液体被冷却则取 (m mf/m mw)0.14≈0.95 对气体，若也用对气体，若也用(m mf/m mw)0.14因子来校正，则不论加热或冷却，因子来校正，则不论加热或冷却，均可均可取取(m mf/m mw)0.14≈1 (4) 同时存在对流换热与辐射换热的处理同时存在对流换热与辐射换热的处理 如果需要考虑流体与壁面之间的辐射换热，可将其并入对流如果需要考虑流体与壁面之间的辐射换热，可将其并入对流换热，用总换热系数来处理。

换热，用总换热系数来处理这时，把总换热系数写成：这时，把总换热系数写成：57技术教育 壁温的计算壁温的计算 选择换热器的类型和管子材料以及考虑热膨胀补偿时均需知道选择换热器的类型和管子材料以及考虑热膨胀补偿时均需知道壁温在一般情况下，壁温可通过下面的公式确定：壁温在一般情况下，壁温可通过下面的公式确定： 放热侧壁温：放热侧壁温： 吸热侧壁温：吸热侧壁温： 管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 由此可见，要事先知道换热系数才能计算壁温，而在某些情况由此可见，要事先知道换热系数才能计算壁温，而在某些情况下（例如蒸汽凝结和自然对流换热）又要在已知壁温的条件下才能下（例如蒸汽凝结和自然对流换热）又要在已知壁温的条件下才能把换热系数计算出来把换热系数计算出来于是工程上一般采用试算法对壁温和换热系于是工程上一般采用试算法对壁温和换热系数进行同步计算，过程如下：数进行同步计算，过程如下：式中，式中，q为单位面积传热量，且为单位面积传热量，且K和和h应以同一基准表面计算。

应以同一基准表面计算58技术教育①① 假定一侧壁温（例如假定一侧壁温（例如tw1）） ②② 求该侧换热系数（求该侧换热系数（a a1）） ③③ 计算该侧单位面积传热量计算该侧单位面积传热量(q1)：： q1=h1(t1- -tw1)④④ 根据壁面热阻根据壁面热阻rw计算另一侧壁温（计算另一侧壁温（tw2）：）： q1=(tw1- -tw2)/rw ⑤⑤ 计算出另一侧的换热系数计算出另一侧的换热系数a a2 ⑥⑥ 计算另一侧的单位面积传热量计算另一侧的单位面积传热量(q2)，即，即q2=a a2(tw2- -t2) 如果假定的壁温正确，则应有如果假定的壁温正确，则应有q1= q2否则，应重新假定壁否则，应重新假定壁温，直至温，直至q1与与q2基本相等为止基本相等为止管壳式换热器的传热计算管壳式换热器的传热计算 59技术教育4 管壳式换热器的流动阻力计算管壳式换热器的流动阻力计算 换热器中的流动阻力可分两部分，即：流体与壁面间的摩擦阻力，换热器中的流动阻力可分两部分，即：流体与壁面间的摩擦阻力，由于方向改变或速度突然改变所产生的局部阻力。

由于方向改变或速度突然改变所产生的局部阻力 管壳式换热器的管程阻力和壳程阻力必须分别计算如果阻力过管壳式换热器的管程阻力和壳程阻力必须分别计算如果阻力过大，超过允许的范围时，则需修改设计大，超过允许的范围时，则需修改设计换热器的操作压力换热器的操作压力(Pa) 允许的压降允许的压降(Pa)P<105 (绝对压力绝对压力)P=0-105（（表压表压））P>105（（表压表压））D DP=0.1PD DP=0.5PD DP<5×104管壳式换热器允许压降管壳式换热器允许压降 换热器管程阻力包括沿程阻力、回弯阻力和进、出口连接管阻力换热器管程阻力包括沿程阻力、回弯阻力和进、出口连接管阻力三部分，即三部分，即60技术教育 管程阻力计算管程阻力计算 沿程阻力沿程阻力D DPi计算式：计算式： 或或 管壳式换热器的流动阻力计算管壳式换热器的流动阻力计算当当Re<2100时时当当Re>2100时时进、出口连接管阻力计算式：进、出口连接管阻力计算式： 摩擦系数摩擦系数摩擦因子摩擦因子粘度校正因子粘度校正因子回弯阻力计算式：回弯阻力计算式：管程数管程数61技术教育管内流动时的摩擦系数管内流动时的摩擦系数. e-绝对粗糙度；绝对粗糙度；d-管径管径 管壳式换热器的流动阻力计算管壳式换热器的流动阻力计算62技术教育 壳程阻力计算壳程阻力计算 流动特点流动特点：：（（1）流体流过管束的流动有加速、方向等变化，相同雷诺数，）流体流过管束的流动有加速、方向等变化，相同雷诺数，壳程摩擦系数大于管程摩擦系数；壳程摩擦系数大于管程摩擦系数；（（2）壳程的压降可通过折流板控制；）壳程的压降可通过折流板控制；（（3）壳程流体流过管束时的流路复杂。

壳程流体流过管束时的流路复杂 管壳式换热器的流动阻力计算管壳式换热器的流动阻力计算计算基础：廷克尔流路分析；计算方法：贝尔计算法计算基础：廷克尔流路分析；计算方法：贝尔计算法(1) 计算每一理想错流段阻力计算每一理想错流段阻力D DPbk壳程流体质量流量壳程流体质量流量理想管束的摩擦系数理想管束的摩擦系数63技术教育 管壳式换热器的流动阻力计算管壳式换热器的流动阻力计算理想管束的摩擦系数理想管束的摩擦系数fk64技术教育(2) 计算每一理想缺口阻力计算每一理想缺口阻力D DPwk 管壳式换热器的流动阻力计算管壳式换热器的流动阻力计算当当Re<100时时当当Re≥100时时(3) 泄漏、旁路，以及进、出口段折流板间距不同影响校正泄漏、旁路，以及进、出口段折流板间距不同影响校正 折流板泄漏校正系数折流板泄漏校正系数Rl旁路校正系数旁路校正系数Rb65技术教育 进、出口段折流板间距不同对阻力影响校正系数进、出口段折流板间距不同对阻力影响校正系数Rs：： 管壳式换热器的流动阻力计算管壳式换热器的流动阻力计算当当Re≥100时，时，n’=1.6当当Re<100时，时，n’=1(4) 壳程的总阻力壳程的总阻力D DPs 66技术教育5 管壳式换热器的合理设计管壳式换热器的合理设计 流体在换热器内流动空间的选择流体在换热器内流动空间的选择 在设计换热器时必须正确选定哪一种流体走管程，哪一种在设计换热器时必须正确选定哪一种流体走管程，哪一种流体走壳程。

这时要考虑下述一些原则：流体走壳程这时要考虑下述一些原则： ①①要尽量提高使传热系数受到限制的那一侧的换热系数，使传热要尽量提高使传热系数受到限制的那一侧的换热系数，使传热面两侧的传热条件尽量接近；面两侧的传热条件尽量接近；②②尽量节省金属材料，特别是贵重材料，以降低制造成本；尽量节省金属材料，特别是贵重材料，以降低制造成本；③③要便于清洗积垢，以保证运行可靠；要便于清洗积垢，以保证运行可靠；④④在温度较高的换热器中应减少热损失，而在制冷设备中则应减在温度较高的换热器中应减少热损失，而在制冷设备中则应减少冷量损失；少冷量损失；⑤⑤要减小壳体和管子因受热不同而产生的温差应力，以便使结构要减小壳体和管子因受热不同而产生的温差应力，以便使结构得到简化；得到简化；⑥⑥在高压下工作的换热器，应尽量使密封简单而可靠；在高压下工作的换热器，应尽量使密封简单而可靠；⑦⑦要便于流体的流入、分配和排出要便于流体的流入、分配和排出67技术教育 流体走管程情形流体走管程情形：：（（1）容积流量小的流体；）容积流量小的流体；（（2）不清洁、易结垢的流体；）不清洁、易结垢的流体；（（3）压力高的流体，有腐蚀性的流体；）压力高的流体，有腐蚀性的流体；（（4）高温流体或在低温装置中的低温流体。

高温流体或在低温装置中的低温流体 流体走壳程情形流体走壳程情形：：（（1）容积流量大的流体特别是常压下的气体；）容积流量大的流体特别是常压下的气体；（（2）刚性结构换热器中换热系数大的流体；）刚性结构换热器中换热系数大的流体；（（3）高粘度流体，饱和蒸汽等高粘度流体，饱和蒸汽等 当各原则存在矛盾时，例如，一般希望结垢性流体通过管当各原则存在矛盾时，例如，一般希望结垢性流体通过管内，同样，高压流体通常也应在管内流动，这两者有时是相互内，同样，高压流体通常也应在管内流动，这两者有时是相互矛盾的，此时以解决主要矛盾为主矛盾的，此时以解决主要矛盾为主 管壳式换热器的合理设计管壳式换热器的合理设计 68技术教育 流体温度和终温的确定流体温度和终温的确定 顺顺 流流 换热器的流动方式及传热面积已知时，流体的终温可由平均温换热器的流动方式及传热面积已知时，流体的终温可由平均温差法或传热单元数法加以核定差法或传热单元数法加以核定 校核计算校核计算逆逆 流流 管壳式换热器的合理设计管壳式换热器的合理设计 69技术教育 在换热器的设计计算中，需要预先确定流体出口温度。

在换热器的设计计算中，需要预先确定流体出口温度 合理选择流体温度和换热终温的一般原则：合理选择流体温度和换热终温的一般原则： ①①热端温差热端温差 ≮ ≮20℃；； ②②冷端温差冷端温差 ≮ ≮5℃；； ③③冷却或冷凝器中，冷流体的初温应高于热流体的凝固点；冷却或冷凝器中，冷流体的初温应高于热流体的凝固点；对于含有不凝结气体的冷凝，冷流体的终温要求低于被冷对于含有不凝结气体的冷凝，冷流体的终温要求低于被冷凝气体的露点以下凝气体的露点以下5℃；； ④④空冷式换热器热流体出口和空气进口之间的温差，从经济空冷式换热器热流体出口和空气进口之间的温差，从经济上考虑应不低于上考虑应不低于20℃；；⑤⑤多管程换热器应尽量避免温度交叉，必要时可将较小一端多管程换热器应尽量避免温度交叉，必要时可将较小一端温差加大到温差加大到20℃以上 管壳式换热器的合理设计管壳式换热器的合理设计 70技术教育 管子直径的选择管子直径的选择 原则：采用小直径管子原则：采用小直径管子优点优点：（：（1））传热增强；（传热增强；（2））单位体积传热面大；（单位体积传热面大；（3）结构紧凑）结构紧凑例如：将换热管直径由例如：将换热管直径由25mm改为改为19mm时，传热面可增加时，传热面可增加40%左右，左右，或节约金属或节约金属25%左右。

左右 管壳式换热器的合理设计管壳式换热器的合理设计 缺点：（缺点：（1）流动阻力增加；（）流动阻力增加；（2）管数增加，管子与管板连接处泄漏）管数增加，管子与管板连接处泄漏可能性增大；（可能性增大；（3）易积垢 根据我国根据我国GBl51-1999的规定，采用的标准管径与壁厚为：的规定，采用的标准管径与壁厚为： 碳钢管：碳钢管：f f14×2；；f f 19×2；；f f 25×2，，f f 25×2.5；；f f 32×3；； f f 38×3；；f f 45×3；；f f 57×3.5；；…不锈、耐酸钢管不锈、耐酸钢管 ：：f f 10×1.5；；f f 14×2；；f f 19×2；；f f 25×2；； f f 32×2；；f f 38×2.5；；f f 45×2.5；；f f 57×2.5；；…71技术教育 流体流动速度的选择流体流动速度的选择 管壳式换热器的合理设计管壳式换热器的合理设计 选择原则选择原则：：（（1）尽量使流体呈湍流状态，压降在允许压降范围内；）尽量使流体呈湍流状态，压降在允许压降范围内；（（2）避免发生水力冲击、振动以及冲蚀等现象；）避免发生水力冲击、振动以及冲蚀等现象；（（3）当速度增高时，所需管数减少，这时为了要保证所需的传热面）当速度增高时，所需管数减少，这时为了要保证所需的传热面积，就必须增大管子的长度或增加程数。

显然，长管不便于拆换和积，就必须增大管子的长度或增加程数显然，长管不便于拆换和清洗，增加程数则使构造复杂，并在无相变的换热器中引起平均温清洗，增加程数则使构造复杂，并在无相变的换热器中引起平均温差的降低差的降低4）提高换热系数低的那一侧的流速，增大传热系数提高换热系数低的那一侧的流速，增大传热系数 流速的影响流速的影响：：湍流时，管内湍流时，管内a ai∝∝w0.8，管外，管外a ao∝∝w(0.6-0.65）），，D DP∝∝w1.872技术教育6. 管壳式换热器的热补偿问题管壳式换热器的热补偿问题 换热器所受的应力换热器所受的应力 压差应力压差应力 由于壳程流体压力作用于管板的净表面上，管程压力作用于两由于壳程流体压力作用于管板的净表面上，管程压力作用于两端封头和包括管截面在内的管板上，压力引起的轴向力值为端封头和包括管截面在内的管板上，压力引起的轴向力值为 该轴向力由壳体和管子共同承受，因而壳体所受之力与管束该轴向力由壳体和管子共同承受，因而壳体所受之力与管束所受之力的和应等于所受之力的和应等于F1；又由于壳体与管子的应力分配与弹性模数；又由于壳体与管子的应力分配与弹性模数成正比，故成正比，故 壳体应力：壳体应力：管子应力：管子应力：截面积截面积弹性模数弹性模数73技术教育 温差应力温差应力 由于壳体、管子所接触的流体温度不等，使壳体、管束的伸长由于壳体、管子所接触的流体温度不等，使壳体、管束的伸长受到约束，从而在轴向产生拉应力或压应力，这种由温差引起的力受到约束，从而在轴向产生拉应力或压应力，这种由温差引起的力称温差应力或热应力、温差轴向应力。

称温差应力或热应力、温差轴向应力 在计算固定管板式换热器的温差应力时，通常假定：在计算固定管板式换热器的温差应力时，通常假定：(1) 管子与管板都没发生挠曲变形，因而每根管子所受应力相同；管子与管板都没发生挠曲变形，因而每根管子所受应力相同；(2) 以管壁平均温度和壳壁平均温度作为各个壁面的计算温度以管壁平均温度和壳壁平均温度作为各个壁面的计算温度 设工作时管壁温度为设工作时管壁温度为tw，壳壁温为，壳壁温为ts，当两者都能自由膨胀时，当两者都能自由膨胀时管子自由伸长量：管子自由伸长量：壳体自由伸长量：壳体自由伸长量：安装时温度安装时温度管子和壳体长度管子和壳体长度线膨胀系数线膨胀系数管壳式换热器的热补偿问题管壳式换热器的热补偿问题 74技术教育 由于管子与壳体不能独立地自由伸长，而只能共同伸长由于管子与壳体不能独立地自由伸长，而只能共同伸长d d，因，因而当而当d dt>d ds时，管子受到压缩，被压缩量为时，管子受到压缩，被压缩量为(d dt- -d d)而壳体受到拉伸，而壳体受到拉伸，被拉伸量为被拉伸量为(d d- -d ds)。

应用虎克定律，可分别求出管子所受的压缩力和应用虎克定律，可分别求出管子所受的压缩力和壳体所受的拉伸力显然，这两个力应相等，即壳体所受的拉伸力显然，这两个力应相等，即 由此可得由此可得管壁压应力：管壁压应力：壳壁拉应力：壳壁拉应力：故由温差产生的轴向应力故由温差产生的轴向应力 管壳式换热器的热补偿问题管壳式换热器的热补偿问题 75技术教育 若壳体膨胀量大于管子，则若壳体膨胀量大于管子，则 壳体轴向合成应力：壳体轴向合成应力： 管子轴向合成应力：管子轴向合成应力： 若管子膨胀量大于壳体，则若管子膨胀量大于壳体，则 壳体轴向合成应力：壳体轴向合成应力： 管子轴向合成应力：管子轴向合成应力： 拉脱力拉脱力 在压力与温差的联合作用下，管子所产生的应力为在压力与温差的联合作用下，管子所产生的应力为s st，则管子，则管子拉脱力拉脱力q为为 若计算出的拉脱力超过允许范围，则需采取相应措施以减小拉若计算出的拉脱力超过允许范围，则需采取相应措施以减小拉脱力，例如对固定管板式无膨胀节的换热器，就需采用膨胀节，对脱力，例如对固定管板式无膨胀节的换热器，就需采用膨胀节，对于已带膨胀节的，则增加膨胀节的波数或改用强度较高的材料制作于已带膨胀节的，则增加膨胀节的波数或改用强度较高的材料制作膨胀节以减薄膨胀节之厚度。

膨胀节以减薄膨胀节之厚度 单管管壁横截面积单管管壁横截面积胀接深度或焊接高度胀接深度或焊接高度管壳式换热器的热补偿问题管壳式换热器的热补偿问题 76技术教育热补偿的措施热补偿的措施 一般情况下，当管子与壳体用同种材料，在壳壁与管壁的一般情况下，当管子与壳体用同种材料，在壳壁与管壁的温差大于温差大于50oC时，就要考虑热补偿，以解决膨胀的差异其措时，就要考虑热补偿，以解决膨胀的差异其措施主要是从施主要是从工艺和结构工艺和结构两方面着手，采取的方法有两方面着手，采取的方法有 ①①减小管子与壳体的温差减小管子与壳体的温差 由于管壁温度总是接近于换热系数大的由于管壁温度总是接近于换热系数大的流体的温度，因此可将换热系数大的流体走壳程，当壳体温度流体的温度，因此可将换热系数大的流体走壳程，当壳体温度低于管束温度时，对壳体进行保温可减小管子与壳体的温差低于管束温度时，对壳体进行保温可减小管子与壳体的温差 ②②采用膨胀节采用膨胀节 膨胀节的作用主要是补偿轴向位移，它的特点是受膨胀节的作用主要是补偿轴向位移，它的特点是受轴向力后容易变形，从而降低壳体和管子的温差应力。

轴向力后容易变形，从而降低壳体和管子的温差应力③③使管束和壳体均能自由膨胀使管束和壳体均能自由膨胀 这种方法能较好地消除热应力，例这种方法能较好地消除热应力，例如如U形管式换热器、填料函式换热器、浮头式换热器均具有这形管式换热器、填料函式换热器、浮头式换热器均具有这种作用管壳式换热器的热补偿问题管壳式换热器的热补偿问题 77技术教育④④弹性管板补偿弹性管板补偿 对于高温高压换热器的管板，其强度要求与减对于高温高压换热器的管板，其强度要求与减小热应力的要求是矛盾的，减小管板厚度能减小管板冷、热两小热应力的要求是矛盾的，减小管板厚度能减小管板冷、热两面的热应力，但却受强度要求限制对于固定管板还必须同时面的热应力，但却受强度要求限制对于固定管板还必须同时考虑温差应力、管板本身的轴向和径向温差应力以及管板的机考虑温差应力、管板本身的轴向和径向温差应力以及管板的机械强度要求因而，出现了一些弹性管板的新型结构，有利于械强度要求因而，出现了一些弹性管板的新型结构，有利于承压能力、且可利用其弹性变形来吸收部分热膨胀差承压能力、且可利用其弹性变形来吸收部分热膨胀差 高高压压椭椭圆圆管管板板 挠挠性性管管板板 管壳式换热器的热补偿问题管壳式换热器的热补偿问题 78技术教育⑤⑤ 双套管温度补偿双套管温度补偿 在在高温高压换热器中，也高温高压换热器中，也有采用插入式的双套管有采用插入式的双套管温度补偿结构，如图所温度补偿结构，如图所示。

管程流体出入口与示管程流体出入口与一个环形空间相连接，一个环形空间相连接，使外套管内流体与壳程使外套管内流体与壳程流体的温差减小，具有流体的温差减小，具有与与U U形管式换热器相类形管式换热器相类似的补偿能力，完全消似的补偿能力，完全消除热应力除热应力 双套管补偿结构双套管补偿结构 管壳式换热器的热补偿问题管壳式换热器的热补偿问题 79技术教育一般的设计程序如下：一般的设计程序如下： 1.根据设计任务搜集有关的原始资料，并选定换热器的型式等根据设计任务搜集有关的原始资料，并选定换热器的型式等原始资料应包括：流体的物理化学性质原始资料应包括：流体的物理化学性质(如结垢性、腐蚀性、如结垢性、腐蚀性、爆炸性、化学作用等爆炸性、化学作用等)，流体的流量、压力、温度、热负荷，，流体的流量、压力、温度、热负荷，设备安装场所的限制，材质的限制，压降的限制等等设备安装场所的限制，材质的限制，压降的限制等等 2.确定定性温度，并查取物性数据；确定定性温度，并查取物性数据； 3.由热平衡计算热负荷及热流体或冷流体的流量；由热平衡计算热负荷及热流体或冷流体的流量；4.选择壳体和管子的材料；选择壳体和管子的材料； 5.选定流动方式，确定流体的流动空间；选定流动方式，确定流体的流动空间；6.求出平均温差；求出平均温差；7.初选传热系数初选传热系数K’，并初算传热面积，并初算传热面积F’；；7 管壳式换热器的设计程序管壳式换热器的设计程序 80技术教育8.设计换热器的结构设计换热器的结构(或选择标准型号的换热器或选择标准型号的换热器)，包括：，包括： ①①选取管径和管程流体流速选取管径和管程流体流速 ②②确定每程管数、管长、总管数确定每程管数、管长、总管数 ③③确定管子排列方式、管间距、壳体内径和连接管直径等确定管子排列方式、管间距、壳体内径和连接管直径等 ④④确定壳侧程数及纵向隔板数目、尺寸，或折流板的数目、间确定壳侧程数及纵向隔板数目、尺寸，或折流板的数目、间距、尺寸等壳程结构尺寸。

在这一步中最好通过草图确定有距、尺寸等壳程结构尺寸在这一步中最好通过草图确定有关数据和传热面积关数据和传热面积F” (F”一般与一般与F’不会正好相等不会正好相等)9.管程换热计算及阻力计算当换热系数大子初选传热系数且压管程换热计算及阻力计算当换热系数大子初选传热系数且压降小于允许压降时，才能进行下一步计算，否则要重选降小于允许压降时，才能进行下一步计算，否则要重选K’，并，并调整结构调整结构10.壳程换热计算根据采用的结构，假定壁温和计算换热系数，壳程换热计算根据采用的结构，假定壁温和计算换热系数，若不合理则应调整壳程结构直至满意为止若不合理则应调整壳程结构直至满意为止 管壳式换热器的设计程序管壳式换热器的设计程序 81技术教育11.校核传热系数和传热面积根据管、壳程换热系数及污垢热校核传热系数和传热面积根据管、壳程换热系数及污垢热阻、壁面热阻等，算出传热系数阻、壁面热阻等，算出传热系数K及传热面积及传热面积F要求由结构要求由结构计算确定的传热面积计算确定的传热面积FⅣ比计算出的所需传热面积比计算出的所需传热面积F大大10%～～20％时，才认为满足要求％时，才认为满足要求12.核算壁温。

要求与假定的壁温相符核算壁温要求与假定的壁温相符13.计算壳程阻力，使之小于允许压降，若压降不符合要求，要计算壳程阻力，使之小于允许压降，若压降不符合要求，要调整流速或结构尺寸调整流速或结构尺寸 14.对换热器的零部件进行强度计算例如壳体壁厚，管板、封头对换热器的零部件进行强度计算例如壳体壁厚，管板、封头和法兰厚度、尺寸，支座型式和尺寸，螺钉大小和个数等等和法兰厚度、尺寸，支座型式和尺寸，螺钉大小和个数等等15.核算管、壳热应力和管子接口处的拉脱力，考虑热补偿措施并核算管、壳热应力和管子接口处的拉脱力，考虑热补偿措施并校核振动校核振动16.绘正式图纸、编写材料表等绘正式图纸、编写材料表等 管壳式换热器的设计程序管壳式换热器的设计程序 以上步骤可视具体情况作适当调整，对设计结果应进行分析，以上步骤可视具体情况作适当调整，对设计结果应进行分析，甚至对几个方案进行比较，因此设计过程是相当复杂费时的甚至对几个方案进行比较，因此设计过程是相当复杂费时的 82技术教育。