管壳式换热器设计毕业论文与管壳式换热器设计要点解析
创始人
2026-01-08 08:35:39
0

管壳式换热器是一种常见的设备。它的作用是在两种流体之间传递热量。一种流体在管子里流动。另一种流体在壳子里流动。热量从热的流体传到冷的流体。这种设备在工厂里使用很多。比如化工厂发电厂都需要它。设计一个好的换热器很重要。好的设计可以节省材料。好的设计可以提高传热效率。好的设计可以减少能源消耗。我们的目标是设计一个合适的管壳式换热器。

设计换热器需要考虑很多因素。流体的种类很重要。不同的流体有不同的性质。比如水的传热效果好。油的传热效果差一些。流体的温度也很重要。温度高传热快。温度低传热慢。流体的压力也要考虑。压力高需要更厚的管子。压力低可以用薄一点的管子。流体的流量也要计算。流量大需要更大的换热面积。流量小需要的面积小一些。

管壳式换热器有几个主要部分。第一个部分是管子。管子是直的空心金属棒。流体在管子里流动。管子的材料有选择。常用的材料是铜。铜的传热好。也可以用不锈钢。不锈钢耐腐蚀。钛合金也很贵但耐腐蚀更好。管子的直径有大小。小直径管子传热面积大。大直径管子容易清洗。管子的长度有长短。长管子传热面积大。短管子占用空间小。管子的排列方式有几种。三角形排列节省空间。正方形排列方便清洗。

第二个部分是壳子。壳子是一个大圆筒。流体在壳子里流动。壳子外面有保温层。保温层减少热量损失。壳子里面有挡板。挡板让流体走弯曲路线。弯曲路线增加传热时间。挡板还可以支撑管子。防止管子震动损坏。挡板有不同形状。圆环形挡板常用。弓形挡板效果更好。

第三个部分是管板。管板是两块厚金属板。管子固定在管板上。管板有钻孔。管子插在孔里。管板和管子连接要紧密。不能漏水漏气。常用的连接方法是胀接。胀接是用工具扩大管子。管子和孔紧紧贴合。也可以焊接。焊接更牢固但难维修。

第四个部分是封头。封头在换热器两端。封头让流体进出管子。封头可以打开。打开后可以清洗管子。封头有不同形式。封头形式影响维修难度。

设计换热器需要计算传热量。传热量是换热器传递的热量。计算传热量需要知道流体的流量。需要知道流体的进口温度。需要知道流体的比热容。比热容是物体升高一度需要的热量。水的比热容大。油的比热容小。传热量等于流量乘比热容乘温度差。温度差是进口温度减出口温度。

计算传热面积。传热面积是管子外表面的总面积。传热面积决定换热器大小。传热面积等于传热量除传热系数除平均温度差。传热系数是一个重要参数。传热系数表示传热能力。传热系数大传热容易。传热系数小传热困难。传热系数受很多因素影响。管子的材料影响传热系数。金属传热系数高。塑料传热系数低。流体的速度影响传热系数。速度高传热系数大。速度低传热系数小。流体的性质影响传热系数。水的传热系数大。油的传热系数小。污垢影响传热系数。污垢是管子表面的沉积物。污垢减少传热效果。设计时要考虑污垢系数。

计算平均温度差。两种流体的温度不同。温度差随位置变化。进口处温度差大。出口处温度差小。平均温度差是对数平均值的计算方法。需要知道进口温度出口温度。需要知道流体流动方式。流动方式有顺流和逆流。顺流是两种流体同方向流动。逆流是两种流体反方向流动。逆流的平均温度差大。逆流传热效果好。顺流传热效果差。大多数换热器采用逆流方式。

计算压力损失。流体流动有阻力。阻力导致压力降低。压力损失需要计算。压力损失太大需要更大泵。更大泵消耗更多电。压力损失小节省能源。管子的压力损失与长度有关。管子长压力损失大。管子短压力损失小。管子的压力损失与直径有关。直径小压力损失大。直径大压力损失小。流体的速度影响压力损失。速度高压力损失大。速度低压力损失小。壳子的压力损失与挡板有关。挡板多压力损失大。挡板少压力损失小。设计时要平衡传热和压力损失。传热好往往压力损失大。需要找到一个合适的设计点。

选择材料。材料要适合流体。腐蚀性流体需要耐腐蚀材料。海水换热器用钛合金。普通水换热器用铜合金。高温流体需要耐热材料。材料强度要考虑。压力高需要高强度材料。材料价格要考虑。昂贵材料增加成本。

机械设计。换热器要承受压力。需要计算壳体厚度。厚度与压力有关。压力大厚度大。压力小厚度小。厚度与材料强度有关。强度高厚度小。强度低厚度大。需要遵守设计标准。标准规定最小厚度。标准规定焊接要求。标准规定检验方法。

制造工艺。管子要整齐排列。管板要精确钻孔。胀接要均匀用力。焊接要保证质量。壳体要圆整。挡板要正确安装。制造完成后要测试。测试压力是否泄漏。测试传热是否达标。

使用和维护。换热器使用中会结垢。结垢减少传热效果。需要定期清洗。清洗管子可以用刷子。清洗壳子可以用化学药剂。损坏的管子可以更换。更换时打开封头。拔出旧管子。插入新管子。重新胀接或焊接。

设计一个实例。假设需要设计一个换热器。热流体是热水。冷流体是冷水。热水流量是十公斤每秒。冷水流量是八公斤每秒。热水进口温度九十度。热水出口温度七十度。冷水进口温度二十度。冷水出口温度六十度。首先计算传热量。水的比热容是四千二百焦耳每公斤度。传热量等于十乘四千二百乘二十。传热量是八百四十千焦耳每秒。计算冷水流速验证。冷水吸热量等于八乘四千二百乘四十。冷水吸热量是一千三百四十四千焦耳每秒。两个热量不相等说明数据有误。需要调整数据。假设冷水出口温度五十度。冷水吸热量等于八乘四千二百乘三十。冷水吸热量是一千零八十八千焦耳每秒。仍然不相等。需要重新设定流量或温度。设计需要迭代计算。

假设调整后数据合理。传热量是九百千焦耳每秒。计算平均温度差。逆流方式。热水九十度到七十度。冷水五十度到二十度。热端温度差九十减五十等于四十度。冷端温度差七十减二十等于五十度。平均温度差是四十五度左右。估算传热系数。水对水传热系数约一千瓦每平方米度。计算传热面积。传热面积等于传热量除传热系数除平均温度差。传热面积等于九百乘一千除一千除四十五。传热面积是二十平方米。

选择管子尺寸。假设管子外径二十毫米。管子长度六米。单根管子面积是三点一四乘零点零二乘六。单根管子面积是零点三七六八平方米。需要管子数量是二十除零点三七六八。约五十三根管子。排列管子。三角形排列。壳径约三百毫米。计算压力损失。假设水流速度一米每秒。查图表得压力损失约五十千帕。选择水泵根据压力损失。

完成设计草图。标注尺寸。列出材料清单。编写设计说明书。说明设计参数。说明计算过程。说明选择理由。

管壳式换热器设计是一个综合工作。需要热力学知识。需要流体力学知识。需要材料学知识。需要机械设计知识。设计要安全可靠。设计要经济合理。设计要便于制造。设计要便于维修。通过这个设计我们学会如何解决实际问题。我们学会如何应用理论知识。我们学会如何做出合适的选择。

相关内容

热门资讯

二本毕业论文多少钱和二本毕业论... 二本学生要毕业了。写论文是一件大事。很多学生发愁。论文不好写。时间不够。不会写。有的学生想找人帮忙写...
毕业论文可以没有注释嘛_毕业论... 毕业论文是大学生活最后一项重要任务。每个学生都要完成它。没有毕业论文就没有毕业证书。学校对这个要求很...
大学生毕业论文一般要多少字或大... 大学生毕业论文的字数是一个常见问题。不同学校有不同规定。不同专业也有不同要求。本科毕业论文一般要求几...
财务管理英文毕业论文选题_财务... 财务管理研究企业资金管理。企业需要资金开展日常运营。资金管理影响企业生存发展。许多企业面临资金问题。...
学生信息管理系统的毕业论文代码... 学生信息管理系统是一个常用的软件。这个系统帮助学校管理学生数据。学生数据包括姓名、学号、成绩、班级等...
标准的毕业论文目录是怎样的跟毕... 毕业论文的目录是论文的框架。目录展示论文的各个部分。读者通过目录了解论文的内容结构。目录帮助读者快速...
一篇硕士毕业论文大概多少字和硕... 硕士毕业论文的字数是一个重要问题。不同学校有不同要求。大多数学校要求三万字以上。这是一个基本数字。有...
建筑给排水系毕业论文跟建筑给排... 建筑给排水系统很重要每个建筑都需要这个系统人们每天用水需要干净的水用过的水要排走建筑给排水系统解决这...
传统村落保护大纲毕业论文和传统... 传统村落是中国文化的重要组成部分。这些村落有着悠久的历史。它们承载着丰富的文化信息。许多传统村落面临...
土木工程毕业论文关键词_土木工... 土木工程是造房子的技术是修路的技术是建桥的技术人们学习这种技术用来建造各种建筑物这些建筑物让人们居住...