一、设计方案简介 2
、设计意义 2
、选用浮头式换热器 2
二设计计算 3
、选定设计方案 3
选择换热器的类型 3
流动空间及流速的确定 3
、确定物性数据 3
定性温度：可取流体进口温度的平均值。 3
根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 3
、设传热系数k 4
热流量 4平均传热温差 4
冷却水用量 4
平均传热温差 4
、计算传热面积 5
、工艺结构尺寸 5
管径和管内流速 5
管程数和传热管数 5
传热管排列和分程方法 5
壳体内径 6
折流板 6接管 6
、换热器核算 6
热量核算 6
管程对流传热系数 7
传热系数 8
传热面积 s 8
、换热器内流体的流动阻力 8
管程流动阻力 8
壳程阻力 9
、换热器主要结构尺寸和计算结果换热器主要结构尺寸和计算结果见下表 10
换热器装配图 12
在食品工业中的加热、冷却、蒸发和干燥的单元操作中，经常见到食品物料与加热或冷却介质间的热交换，而用于进行热交换的设备称为换热器。换热器还广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业。在众多类型的换热器结构中，管壳式换热器应用最为广泛，因此要根据特定的工艺要求，设计合理的换热器，以满足不同场所的需求。
浮头式换热器浮头端结构，它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成，其特征是：在外头盖侧法兰内侧面设凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，浮头处取消钩圈及相关零部件，浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板中心为圆心，半径稍大于管束外径的梯型凹槽，且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通，而不与凹型槽相连通。
图1-1浮头式换热器的示意图。
两流体温度变化情况：热流体进口温度120℃，出口温度40℃；冷流体（循环水）进口温度25℃，出口温度55℃。该换热器用循环冷却水冷却，采用浮头式换热器。
由于循环冷却水较易结垢，为了便于水垢清洗，应使用循环冷却水走管程，油品走壳程。选用φ25×2.5的碳钢管，管内流速取u=0.5m/s
壳程油的定性温度为。
管程流体的定性稳定为。
油在90℃下的有关物性数据如下：
密度 定压比热容。
导热系数 粘度
循环冷却水在35℃下的物性数据：
密度 定压比热容。
导热系数 粘度
选用φ25×2.5传热管（碳钢）， 取管内流速。
平均传热温差校正系数。
按双壳程，四管程结构，查表得温差校正系数。
平均传热温差：
按照国家换热器标准选择。
选用二壳程四管程满足要求。
所以n=256根，d=700mm，中心管数为12，管程传热面积为0.0201
选用的传热管（碳钢），取管内流速。
采用4管程，传热管数为256根。
采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。取管心距，则。
横过管束中心线的管数。
采用多管程结构，取管板利用率，则壳体内径为。
圆整可取。圆整可取 d=450mm
采用弓形折流板，取弓形折流圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为。
0.25×700=175（mm), 故可取 h=170(mm)
取折流板间距b=0.25d，则b=0.25×700=175(mm) ，可取为 180mm 。
折流板数取33块。
折流板圆缺面水平装配。
壳程流体进出口接管：取接管内油品流速为，则接管内径为。
取标准管径为50mm
管程流体进出口接管：取接管内循环水流速，则接管内径为。
取标准管径为60mm
壳程对流传热系数对圆缺形折流板，可采用克恩公式。
量直径，由正三角形排列得。
壳程流通截面积。
壳程流体流速及其雷诺数分别为。
普兰特准数。
黏度校正。管程流通截面积。
管程流体流速。
普兰特准数。
该换热器的实际传热面积。
该换热器的面积裕度为。
传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。
由re=4911，传热管相对粗糙度查莫狄图得，流速。
管程流动阻力在允许范围之内。
流体流经管束的阻力。
流体流过折流板缺口的阻力。
总阻力。课程流动阻力也比比较适宜。
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