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1、第一节 概述换热器目的与用途换热器种类的划分：传热方式分：用途分：结构形式分：按照材料分：,第四章、管壳式换热器,第四章、管壳式换热器,第二节管壳式换热器的结构型式一、固定管板式1、冷载走壳程 热载走管程2、筒体 膨胀节管子热胀，推动管板与壳体产生（温度）应力，故加膨胀节消除之。,二、浮头式换热器,一端管板固定在壳体上一端管板在壳体内自由浮动管板的浮动消除了管束与壳体间的温差应力,三、填料函式,图4-5示填料函安置在浮头端的接管处滑动图4-6示填料函安置在管板处滑动管板式管束伸长量受管板厚度制约图4-7浮头也动，受限于管板厚总之，有支承，变浮头式的自由浮动为自由伸长。,四、U形管式,U形管的两
2、端固定在同一管板上，壳管分开，不存在温差应力作用。缺点：易堵。,五、薄管板,属于固定管板式可设膨胀节有优点，但研究试验仍在进行中。,第三节、管壳式换热器构件,一、换热器1、管子直径已有标准（外径壁厚）2、长径比 有长度规格 螺旋管能强化传热（加强湍流，减薄滞流层厚度）。,二、管板,1、管板厚度1）管束接在管板上，对管板有支承作用，同时，管孔又削弱管板。2）管板连在壳体上，有夹持等不同固定形式，产生复杂应力。3）在启动和停车过程中产生极值温差应力。,因为受力因素复杂，所以按经验取其厚度。管板延长部分兼作法兰的固定板厚度据PN（管压、壳压取大）。查表4-1得图4-11尺寸。表中设计厚度=计算厚度-
3、侧槽深+腐蚀裕度，并圆整为2的倍数。注意：据换热管直径提出管板最小厚度，见表4-2。管子排列要考虑流体热交换、清洗、机械强度等因素，但无论哪种都不可能兼顾，其优缺点见书。,三、板与管的连接,1、胀接方法1）管子塑变，管板弹变。2）孔壁开槽3）板硬度应大于管硬度4）应用范围 压力低于4Mpa 温度低于350,2、焊接1）好处：强度高、抗拉脱力强、拆卸方便2）查表4-5得图4-15的焊接尺寸3、胀焊好处：一般先焊后胀，胀焊优点都有。强度胀加密封焊，焊是辅助的；强度焊加贴胀，胀是辅助的。,四、板与壳的接合,刚性结构是两管板焊在壳体上，有兼作法兰和不作法兰两种。,五、管箱与管板连接,1、作用：分布热流
4、到各换热管，汇集管流送出换热器。2、形式：无隔板 单程 设隔板 多程 流速快,六、折流板和支承板,1、作用：1）提高壳程流速2）增加湍流程度3）起支承管子作用对冷凝，不用装折流板。,（1）弓形折流板圆缺本为25%；上、下排列有利于冷凝液与气体流动；间距大于壳径20%，且大于50mm，但不得大于壳径。（2）圆盘圆环形折流板靠拉杆和定距管安装。,七、防短路结构,1、旁路挡板 不让流体走旁路，让其走进管束中。2、假管 缩小管间距，防止流体走短路。,八、防冲与导流,1、防冲板 不让壳程进液激烈冲击列管。2、扩大管结构 起缓冲进液流速作用。3、导流筒 不仅起挡板作用，还引导液体在靠近管板处才进入管束区间
5、。,第四节、管壳式换热器的强度计算,第五章 反应釜的设计,设计条件：设计压力：釜内 0.2Mpa；夹层 0.3Mpa 设计温度：釜内120；夹层150 介质：釜内弱腐蚀性有机溶剂、染料，反应产沫 较少，夹层为冷却水、蒸汽；传热面积（夹套）：7 搅拌型式：桨式 转速 50转/分，功率4千瓦；操作容积：2立方米；设备容积：2.5立方米；建议采用材料：Q235-A,反应釜的设计,设计条件：设计压力：釜内 0.2Mpa；夹层 0.3Mpa 设计温度：釜内120；夹层150 介质：釜内弱腐蚀性有机溶剂、染料，反应产沫 较少，夹层为冷却水、蒸汽；传热面积（夹套）：7 搅拌型式：桨式 转速 50转/分，功率
6、4千瓦；操作容积：2立方米；设备容积：2.5立方米；建议采用材料：Q235-A,接管表,一、反应釜釜体设计,1、确定筒体和封头型式 选择圆柱形筒体和椭圆形封头2、确定筒体和封头的直径V=2.5m3 反应类型为液-固相类型查P196表6-1，考虑到容器不很大，取从工艺上了解到反应泡沫较少，粘度不大，故装料系数取0.8。,4、夹套直径选取查P197表6-2，取5、确定夹套高度,6、校核传热面积,这样在保证法兰装卸方便的前提下（200mm）可具有最大的传热面积，增加了设备的操作弹性。若夹套传热面积不够工艺要求，只有再加蛇管。,7、釜体及夹套受力分析,釜内设计压力0.2Mpa；夹套设计压力0.3Mpa
7、；开始升温时，釜内无压力，夹套内最大工作压力可接近0.3Mpa，故此时内筒承受最大外压0.3Mpa。,8、夹套壁厚,夹套筒体采用对接双面焊缝，按局部探伤取焊缝系数0.85，腐蚀裕度2mm。,9、夹套封头厚度,采用标椭封头可直接取筒体厚度6mm。,10、釜体壁厚,(1)内压工况,（2）外压工况,11、釜体封头壁厚,（1）内压工况上封头可直接取内压工况的壁厚6mm。（2）外压工况下封头可按外压取筒体壁厚10mm。,12、水压试验校核,（1）确定试验水压,注意：夹套试压时，需核算内壁的稳定性，若不够，需在内层充压。,（2）内压试验,（3）水试稳定性,壁厚计算结果：,连接筒体和封头的设备法兰选择,据设
8、计温度120，设计压力0.2Mpa，材料Q235-A，查P120表3-21，应按PN0.6Mpa选择法兰。查表3-20，选标准甲型平焊法兰，标记：法兰 PN0.6 DN1400 GB9115-88。法兰垫片选择：查P117表3-19，选石棉橡胶板。,三、支座的选用计算,1、支座选用 因反应釜需外加保温，故选B型悬挂式支座。2、反应釜总载荷计算（1）釜体和夹套筒体重查附表4，据DN=1400,=10mm1m高筒节重348kg；,DN=1500,=6,1m高筒节重223kg；故=3481.4+223 1.2=754kg(2)釜体和夹套封头重查附表7，DN=1400,=10,封头重184kg;DN=
9、1500,=6,封头重121kg;故=184 2+121=489kg,(3)料液重载按水压试验时充满水计，以夹套尺寸估算：釜体封头直边高40mm夹套封头直边也取40mm查附表5，DN=1500,查附表4，=2 0.513+(1.4+0.1)1.767 1000=3676kg,(4)附件及保温总重人孔重200kg其它重300kg=200+300=500kg,按两支座承载计，每个支载2.7T。查表2-23，选支座B3JB1165-81,四、人孔选择与补强校核,人孔选回转盖人孔标记：人孔AIV PN0.6 DN400 JB583-79-3,五、管法兰,六、搅拌轴和传动计算1、轴的强度计算符号及单位看
10、P202,2、轴的刚度计算（P203有各符号的解释）,d应同时满足强度及刚度两个条件，取两者大值。考虑到轴上开槽及腐蚀等削弱因素，直径应扩大1.15倍，然后再圆整。取d=80(1.1563.7=73mm),题外补充：关于轴的临界转速 当轴的转速达某一值时，其运动就会由平稳变为不平稳而振动。第一次振动之速度叫第一临界转速；二 二；三 三。,关于轴的支承轴是靠轴承来支承的。轴承就是一种松紧合适的套子。安装规定的稳定条件：（符号看P203图6-22示）不满足时的解决办法：,轴承有轴套和轴瓦组成，轴套与轴定配合（靠紧钉螺钉），轴瓦包住轴套是动配合，磨埙了轴套可再换。,回题：2、减速机3、电机功率,4、机座 据轴径d=80 查P207表6-10选J-A-805、机械密封 标记：机械密封 PN0.6 DN 65-4,试设计一反应釜设计压力：釜内0.2Mpa;夹套0.2MPa。设计温度：釜内 夹套介质：釜内：染料及有机溶剂，泡沫较少。夹层；冷却水、蒸气。腐况：弱。设备容积：传热面积：搅拌：浆式，转速50n/min，功率4千瓦。各接管同例题。,
