管壳式换热器
管壳式换热器是加工工业中非常常用的首选传热设备。这种类型的热交换器由金属管组成，金属管通过另一个金属外壳，称为“外壳”。
所以通常我们在壳侧有液体，在管侧有花药液体。两种流体之间的热传递发生在管壁上。
一般来说，很容易使用不同的壳管排列配置来创建更多的子类型热交换器类别. 这种多功能性是管壳式换热器在工艺设计工程师中如此流行的原因之一。
管壳式换热器的设计
壳式和管式换热器的设计通常由管式换热器制造商协会．
管壳式换热器的部件
这些都是对换热器整体设计有重要意义的部分
- 壳牌
- 端盖
- 管
- 频道
- 渠道覆盖
- 管板
- 阻碍
- 喷嘴
管壳式换热器
这些交换器有两种分类方法-
基于壳和管侧面的构造或结构
基于服务
基于壳管式换热器的结构分类
TEMA标准详细描述了这些不同的组件。壳管式换热器(STHE)分为三部分:
- 前端
- 壳牌
- 屁股
TEMA标准的下表解释了三个主要部件的不同可能配置。
其他较小的零件列在本手册中管壳式换热器的详细示意图，以及符合TEMA标准的正确名称。
通过前端、壳体和后端的不同组合，可以轻松创建许多不同的交换机配置。此外，根据管束固定在前端或后端盖上的方式，我们有3个宽管壳式换热器结构型式．
- 固定管板换热器
- U形管换热器
- 浮头换热器
交换器类型基于业务
在换热器中加热或冷却的工艺流体通常被称为“服务流体”。服务可以是单相(气或液)或两相(气和液的混合物)。
另一方面，其中一种流体（壳程或管程）可以是非工艺流体，仅用于加热或冷却工艺流体。这种流被称为“实用程序”。公用设施也可以是单相或两相。
在管壳式换热器中，管壳侧和管侧可能有两种流体。这导致了多种服务的组合-
- 单相(壳侧和图旁)
- 冷凝(一边冷凝，另一边单相)
- 蒸发(一边蒸发，另一边单相)
- 冷凝/蒸发(一边冷凝，另一边蒸发)
基于这样的组合，我们可以有以下类型的交换器-
- 热交换器:两侧流体为单相过程流体
- 冷却器：一种是工艺流体，另一种是较冷的公用设施，如空气或冷却水
- 加热器：一股为工艺流体，另一股为热公用设施，如蒸汽或热油
- 冷凝器:在冷凝器的一边，我们有两相流，在露点处有气体。这种气体用另一边的冷设施如空气或冷水进行冷凝。
- 冷水机:一种是在大气温度下冷凝的工艺流体，另一种是沸腾的制冷剂或工艺流体。
- 再沸器:一种是来自蒸馏塔的底部流，另一种是热设施(蒸汽或热油)或工艺流。
选择热交换器类型
管壳式换热器的结构取决于许多因素，如-
-
- 两侧工艺流体的性质
- 两边的流量
- 预期的操作和维护性质
- 两侧温差及所需传热面积
换热器设计计算
热换热器的设计确定所需的总传热面积，然后根据壳体ID、管道数量及其配置等确定换热器的尺寸。
通过热交换器的热传递由以下方程式控制-
Q = u × a整体×LMTD……方程(1)
在这里,
Q是给定热交换器的总传热速率(单位:瓦)
U是换热器的总传热系数
一个整体总体有效吗?传热面积在换热器的冷热两侧之间
LMTD是温差的对数均值
最常见的是，换热器设计软件是用来模拟壳管式换热器设计的性能，然后对其进行评级。但有时，您可能更喜欢(或必须)手工进行设计计算。
这是一个所有重要方程的列表控制一个系统的设计管壳式换热器．此外,这里有一些计算器和教程乐动体育网站怎样帮助您进行换热器的设计计算。
传热系数
必须注意区分壳体或管侧的局部传热系数和整体传热系数。
局部传热系数仅在局部有效，并随交换器的路径而变化。虽然整体传热系数是指整个换热器，但它与换热器内的流体路径无关。
局部系数必须与局部温差相乘才能得到局部传热。
总传热系数乘以LMTD得到总传热率。
对数平均温差
LMTD (log Mean Temperature Difference)是设备的一个指标冷热流体之间的平均温差在热交换器中。
该方程在换热器尺寸计算中被工艺设计人员广泛应用，用于计算换热器的平均温差。但有时候LMTD方程也可能失效．当温差在整个热交换器的长度内是恒定的时候，就会发生这种情况。在这种情况下，你必须小心直接使用该恒定温差值而不是陷入容易失败的公式中。
管壳式换热器的设计计算
管壳式换热器的热设计是由工艺设计工程师使用过程模拟软件完成的建造的. 工艺设计完成后，机械设计工程师可参考适用的设计标准，最终确定热交换器的结构细节。
下面是一些用于执行管壳式换热器设计计算的有用资源-
乐动体育网站怎样
- 快的LMTD计算器用于壳管交换器。
- LMTD校正因子计算器
- 壳侧压降计算器对于管壳式换热器
- 管侧压降计算器用于管壳式换热器
教程-演示计算
典型管壳式换热器示意图
最后，仅设计和安装热交换器是不够的，工艺工程师还必须仔细设计管壳式热交换器周围的管道和仪表。
这是一个典型的管道和仪表图（P&ID）用于热交换器。它会给你设计热交换器系统的有用指针也用于过程控制，安全装置，管道和热交换器周围的仪表。
当你在创造一个热交换器P&ID时，你会发现这些典型的换热器P&ID符号很方便的。
典型热交换器数据表
随着P&ID换热器系统设计的另一个重要文件是数据表。由工艺设计工程师准备的初步数据表通常称为“工艺数据表”。然后设备设计工程师发布更多交换机结构的细节，以创建“机械数据表”或设备数据表。
这是一个管壳式热交换器的典型数据表. 您可以使用此模板为项目创建新的数据表，也可以仅了解对管壳式换热器的设计非常重要的不同参数。
管壳式换热器的设计指南和提示
- 壳体侧挡板的作用是促进两种流体之间的交叉流动，增强两种流体之间的传热。壳侧挡板之间的间距对传热程度有重要影响。你可以用这些指导选择最佳的壳侧挡板间距. 根据TEMA标准，一般建议考虑隔板间距在外壳ID的0.3到0.6倍之间。
- 指南管壳式换热器中的流体分配，即决定哪一种流体应该进入壳侧，哪一种应该进入管侧。
