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换热器设计
一、工艺设计
    1、作出流程简图。
    2、按生产任务计算换热器的换热量Q。
    3、选定载热体，求出载热体的流量。
    4、确定冷、热流体的流动途径。
    5、计算定性温度，确定流体的
△ｐ=～
△ｐ=～
 
    2、管子总数n的确定。
对于已定的传热面积，当选定管径和管长后便可求所需管子数ｎ，由式
（2－6）进行计算。
                                                    （2－6）
式中－传热面积，；
     －管子外径，m；
     L－每根管子的有效长度，m；
计算所得的管子n进行圆整
    3、管程数m的确定。
    根据管子数n可算出流体在管内的流速，由式（2－7）计算。
                                               （2－7）
式中 vs－管程流体体积流量，
     －管子内径，   m；
     n－管子数。
若流速与要求的适宜流速相比甚小时，便需采用多管程，管程数ｍ可按式（2－8）进行计算。
                  ｍ＝u／                                                （2－8)
式中—用管子数n求出的管内流速，ｍ／ｓ；
    u－要求的适宜流速，ｍ／ｓ；
式（2－8）中的适宜流速u要根据列管换热器中常用的流速范围进行选定，参见《化工原理》相关内容，一般要求在湍流下工作（高粘度流体除外），与此相对应的Re值，对液体为5×103，气体则为-。
分程时，应使每程的管子数大致相等，生产中常用的管程数为1、2、4、6、四种。
    4、管子的排列方式及管间距的确定。
    管子在管板上排列的原则是：管子在整个换热器的截面上均匀分布，排列紧凑，结构设计合理，方便制造并适合流体的特性。其排列方式通常为等边三角形与正方形两种，也有采用同心圆排列法和组合排列法。
    在一些多程的列管换热器中，一般在程内为正三角形排列，但程与程之间常用正方形排列，这对于隔板的安装是很有利的，此时，整个管板上的排列称为组合排列。
    对于多管程的换热器，分程的纵向隔板占据了管板上的一部分面积，实际排管数比理论要少，设计时实际的管数应通过管板布置图而得。
    在排列管子时，应先决定好管间距。决定管间距时应先考虑管板的强度和清理管子外表时所需的方法，其大小还与管子在管板上的固定方式有关。大量的实践证明，最小管间距的经验值为：
焊接法                      
胀接法          ，一般取(～)
管束最外层管子中心距壳体内表面距离不小于。
    5、壳体的计算。
    列管换热器壳体的内径应等于或稍大于（对于浮头式换热器）管板的直径，可由式（2－9）进行计算。
      Di＝a（b－1）＋2L                                     （2－9）
式中Di－壳体内径，mm；
    a－管间距，mm；
    b－最外层六边形对角线上的管子数；
    L－最外层管子中心到壳体内壁的距离，一般取L=(1～)，mm；若对管子分程则Di＝f＋2L
f值的确定方法：可查表求取，也可用作图法。当已知管子数n和管间距a后开始按正三角形排列，直至排好ｎ根为止，再统计对角线上的管数。
    计算出的壳径Di要圆整到容器的标准尺寸系列内。
第三节  列管式换热器机械设计
    在化工企业中列管式换热器的类型很多，如板式，套管式，蜗壳式，列管式。其中列管式换热器虽在热效率、紧凑性、金属消耗量等方面均不如板式换热器，但它 却具有结构坚固、可靠程度高、适应性强、材料范围广等特点，因此成为石油、化工生产中，尤其是高温、高压和大型换热器的主要结构形式。
    列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、填函式换热器和U型管式换热器，而其中固定管板式换热器由于结构简单，造价低，因此应用最普遍。
    列管式换热器机械设计包括：
    1、壳体直径的决定和壳体壁厚的计算。
    2、换热器封头选择。
    3、压力容器法兰选择。
    4、管板尺寸确定。
    5、管子拉脱力的计算。
    6、折流板的选择与计算。
    7、温差应力的计算。
    8、接管、接管法兰选择及开孔补强等。
    9绘制主要零部件图和装配图。
下面分述如下：
    一、壳体直径的决定和壳体壁