管壳式换热器教案

《管壳式换热器教案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章换热设备【课时安排】1、概述70分钟2、管壳式换热器基本类型15分钟3、管壳式换热器基本结构250分钟4、其它115分钟总计450分钟【掌握内容】1、管壳式换热器的分类。2、管壳式换热器基本结构。3、固定管板式换热器的管板载荷及受力分析。4、固定管板的应力校核。5、管束的振动与防止。【熟悉内容】1、换热器的分类。【了解内容】1、各种换热器的特点及应用。【教学难点】1、管板的应力分析。2、管板的应力校核。【教学目标】1、掌握管壳式换热器相关基本概念和结构。2、能对重要结构进行辨析。3、能按规范设计换

2、热设备。2.1概述【教学内容】一.换热器的应用二.换热器的分类及特点三.换热器的选型【授课时间】70分钟【教学重点】基本概念的建立【教学难点】各种换热器的区别【教学目标】了解换热器的特点及应用【教学手段】课堂讲授，辅以设备挂图。25【教学过程】2.1.1换热设备的应用换热设备：使热量从热流体传递到冷流体的设备。化工厂：换热设备的投资约占总投资的10%～20%；炼油厂：换热设备的投资约占总投资的35%～40%。2.1.2换热器的分类及特点2.1.2.1按作用原理或传热方式分类一.直接接触式换热器（混合式换

3、热器）利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。如：冷却塔等。二.蓄热式换热器（回热式换热器）借助于固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体的换热器。两种流体有少量混合。如：回转式空气预热器等。三.间壁式换热器（表面式换热器）利用间壁（固体表面）将进行热交换的冷、热两种流体隔开互不接触。热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。如：管壳式换热器等。四.中间载热体式换热器把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。载热体在高温流体和低温流体之间循环。如：热管

4、式换热器等。2.1.2.2间壁式换热器分类一.分类二.特点1.管式换热器通过管子壁面进行传热的换热器。优点：结构坚固、可靠性高、适应性广、易于制造，能承受较高的温度和压力。缺点：传热效率、结构紧凑性及金属的消耗量等均不如高效紧凑式换热器。2.板面式换热器通过板面进行传热的换热器。优点：传热性比管式换热器优越，流体在较低流速下即可达到湍流，强化了传热。制造成本低，结构紧凑、使用灵活、清洗和维修方便、能精确控制换热温度等。缺点：a.密封周边太长，不易密封，渗漏的可能性大；26b.承压能力低,耐压性差；c.使

5、用温度受密封垫片材料耐温性能的限制不宜过高；沉浸式蛇管蛇管式换热器喷淋式蛇管套管式换热器管式换热器管壳式换热器缠绕管式换热器螺旋板式换热器板式换热器间壁式换热器板面式换热器板翅式换热器板壳式换热器伞板式换热器石墨换热器其它型式换热器聚四氟乙烯换热器热管换热器3.其它型式换热器为满足工艺特殊要求，具有特殊结构的换热器。2.1.3换热器选型需要考虑的因素：1.流体的性质；271.压力、温度、允许的压力降；2.清洗、维修的要求；3.材料、价格；4.使用寿命等。2.2管壳式换热器【教学内容】一.管壳式换热器的基

6、本类型二.管壳式换热器结构三.管板设计四.膨胀节设计五.管束振动和防止【授课时间】330分钟【教学重点】管壳式换热器结构的建立【教学难点】管板的应力分析【教学目标】熟悉管壳式换热器的结构及应用【教学手段】课堂讲授，辅以设备挂图。【教学过程】2.2.1基本类型可分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和釜式重沸器五类，如图2.1所示。一.固定管板式固定管板式换热器的典型结构如图2.1（a）所示。结构特点：管束连接在管板上，管板与壳体焊接。优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子

7、损坏时易于堵管或更换；缺点：是当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。适用范围：1.适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行清洗；2.管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。二.浮头式换热器浮头式换热器的典型结构见图2.1（b）。结构特点：两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。28浮头的组成：浮头由浮头管板、钩圈和浮头端盖组成。优点：管间和管内清洗方便，不会产生热应力。缺点：结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗

8、量大，且浮头端盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较高。适用范围：适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。三.U形管式换热器U形管式换热器的典型结构如图2.1（c）所示。结构特点：只有一块管板，管束由多根U形管组成，管的两端固定在同一块管板上，管子可自由伸缩。优点：结构比较简单、价格便宜，承压能力强，不会产生热应力。缺点：由于受弯管曲率半径的限制，其换热管排布较少，管束最内层管间距较大，管板的利用率较低，壳程流体易形成短路，对