⑴ 不清洁易结垢的物料流过易于清洗的一侧管内易于清洗； ⑵ 需要通过增大流速以提高给热系数的流体应选管程；

1. 列管式换热器的选用和设计 选用和设计中应考虑的问题 流体流动通道的选择 选择的原则 ⑴ 不清洁易结垢的物料流过易于清洗的一侧管内易于清洗； ⑵ 需要通过增大流速以提高给热系数的流体应选管程； ⑶ 腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀； ⑷ 压力高的流体宜选管程，以防止壳体受压； ⑸ 蒸汽走壳程，冷凝液易于排出； ⑹ 被冷却的流体一般走壳程，便于散热； ⑺ 粘度大流量小流体选壳程，壳程Re>100即可达到湍流。

2. 抓住主要矛盾进行选择，例如，首先从流体的压力、腐蚀性及清洗等方面的要求来考虑，然后再考虑满足其他方面的要求。抓住主要矛盾进行选择，例如，首先从流体的压力、腐蚀性及清洗等方面的要求来考虑，然后再考虑满足其他方面的要求。 换热管规格及排列 系列标准规定采用φ25×2.5mm,φ19×2mm两种规格的管子。钢管长度多为6米，国家标准规定采用的管长有1.5、2、3、6米四种规格，其中以3米和6米最为普遍。换热管的排列方式有等边三角形和正方形两种，等边三角形排列比正方形排列更为紧凑, 但正方形排列的管束清洗方便。

3. 折流挡板

4. 流体流经换热器的阻力 管程流体阻力 管程总阻力用下式计算 ⊿P1—流体流经直管的压力降，N/m2； ⊿p2—流体流经回弯管时的压力降，N/m2； Ft—结垢修正系数，φ25×2.5mm，1.4，φ19×2mm，1.5 Ns—串联的壳程数； Np—管程数。 直管压力降Dp1按流体力学一般公式计算；

5. 回弯管中的压力降Dp2经验公式估算: 壳程流体阻力 计算壳程压降∑⊿p0的公式 —流体横过管束的压力降，N/m2； —流体通过折流板园缺时的压力降，N/m2； Fs—壳程结垢修正系数，液体取1.5,气体或蒸汽取1.0。 流体横过管束的压力降

6. 流体通过折流挡板园缺时的压力降 F—修正系数，正三角形排列F=0.5，正方形排列F=0.3； f0—摩擦系数，当Re0>500时， ； nC—横过管束中心线的管子数； NB—折流挡板数； h—折流板间距； u0—按壳程流通截面积计算的流速，而A0=h(D-ncd0)。 液体压力降为0.1～1atm, 气体为0.01～0.1atm。

7. 列管换热器的选用和设计的步骤 ⑴ 确定流动路径，根据任务计算传热负荷，确定流体进、出的温度，选定换热器形式，计算定性温度，查取物性，计算平均温差，根据温度校正系数不小于0.8的原则，确定壳程数。 ⑵ 依据总传热系数经验值范围，或按生产实际选定总传热系数K估值，估算传热面积A估。选定换热器的基本尺寸，如管径、管长、管数及排列等；若选用，在标准中选择换热器型号。 ⑶ 计算管程和壳程的压降，根据初选设备规格，计算管、壳程流体压降，检查结果是否满足工艺要求，若压降不合要求，要调整流速，再确定管程数或挡板间距，或选择另一规格的设备，重新计算压降至满足要求。 ⑷ 计算总传热系数，核算传热面积，计算管、壳程的给热系数h1和h2，确定污垢热阻Rs1和Rs2, 计算总传热系数K计，并计算传热面积A计，比较A估和A计，若A估/A计=1.15～1.25，则初选的设备合适，否则需另设K估值，重复以上步骤。

8. 比 热 kJ/(kg·K) 导热系数W/(m·K) 密 度 kg/m3 粘 度 N·s/m2 原油 1.98 0.136 795 0.00290 油品 2.20 0.119 712 0.00052 【例】炼油厂拟用一列管式热交换器，通过回收某油品的热量以加热原油，油品流经管程，已知油品的流量为13kg/s, 起初始温度为195℃，原油的流量为23kg/s, 温度由54℃加热至115℃，查得平均温度下原油和油品的物性如下： 试选择合适的列管换热器。

9. 解：⑴ 初选换热器规格 按原油计算热负荷： kW 忽略换热器的热损失，由热量恒算可得油品出口温度： ℃ 按逆流传热计算的平均温差： ℃ 初选一台单壳程、偶数管程的换热器，则

10. 由图查得ψ＜0.8，故选两台换热器串联，再查图得ψ=0.94， ℃ 初步估计总传热系数K估=250W/(m2·K)，则传热面积A估为 m2 由于 ℃＞50℃ 故应考虑热补偿，现选用两台单壳程的浮头式换热器。

11. 于附录中初选FB-600-95-16-4, 其参数如下： 壳径D, mm 600 公称面积A, m2 95 公程压力P, atm 16 管径, mm φ25×2.5 管长，m 6 总管数 192 管程数，Np 4 管子排列 正方形◇ 管中心距t, mm 32 折流板间距h, mm 300 管程流通截面积，m2 0.0151 壳程流通截面积，m2 0.051

12. 两台换热器的实际传热面积为 m2 若采用此传热面积，则要求的总传热系数 W/(m2·K) ⑵ 验算压力降 管程压力降 管程流体流速 m/s

13. 取ε=0.1mm, 则 , 查摩擦系数λ=0.032。 N/m2 N/m2 Ft=1.4，Ns=2，Np=4， 则得管程总流动阻力 N/m2＜9.81×104 N/m2 壳程压力降 其中Fs=1.15，Ns=2

14. 壳程流体流速 管子正方形排列，取F=0.3, Nc=1.1·n0.5=1.1×1920.5=15 N/m2

15. N/m2 N/m2＜9.81×104 N/m2 计算结果表明，管程和壳程压力降均符合工艺要求。 ⑶核算总传热系数 Rei=33112 ，管程给热系数 W/（m2·K） Re0=3108，壳程给热系数

16. 污垢热阻Rsi=0.0001K•m2/W，Rs0=0.00015K•m2/W， kw=45W/（m•K） 所以 K计=319.1 W/(m2•K) 计算的总传热系数与估计值的偏差为

17. 根据计算的传热系数K计可以求得传热面积A计 m2 计算的传热面积与估算传热面积的偏差是 选型合适。

18. 热管换热器 图7-40 热管示意图 1—导管 2—吸液芯 3—蒸汽 4—吸热蒸发端 5—保温层 6—放热冷凝端

19. 热管是一种传热速率极高的元件，它是将一根金属管的两端密封，把不凝性气体抽出，并充以一定量的某种工作液体而成。当热管的一端被加热时，工作液体受热沸腾汽化，产生的蒸汽流至冷却端冷凝放出冷凝潜热，冷凝液沿着具有毛细结构的吸液芯在毛细管力的作用下回流至加热段再次沸腾汽化，工作介质如此反复循环，热量则由热管的轴向由加热端传至冷却端。热管是一种传热速率极高的元件，它是将一根金属管的两端密封，把不凝性气体抽出，并充以一定量的某种工作液体而成。当热管的一端被加热时，工作液体受热沸腾汽化，产生的蒸汽流至冷却端冷凝放出冷凝潜热，冷凝液沿着具有毛细结构的吸液芯在毛细管力的作用下回流至加热段再次沸腾汽化，工作介质如此反复循环，热量则由热管的轴向由加热端传至冷却端。 用热管制成的热管换热器对给热系数很小的气-气换热过程特别有效，我们已经知道，当液体和气体换热时，常将管外表面翅化以强化气体与管壁的传热，但对气-气传热的情况，管内的传热强化则比较困难，热管是把管内的对流传热巧妙地转化为管外表面的传热，从而可以采用加装翅片的方法进行强化。近年来，利用热管换热器回收锅炉排出的烟气余热，以预热燃烧所需要的空气，取得良好效果。

20. 由于热管两端的管外表面被翅化，管外对流传热强化，管内籍助工作液体的沸腾和冷凝过程来传热，而沸腾和冷凝的给热系数很大，因而热管的传热速率很高，将热管的传热速率折算成管体轴向表观导热系数，结果表明，热管的导热率是银的1000倍以上。由于热管两端的管外表面被翅化，管外对流传热强化，管内籍助工作液体的沸腾和冷凝过程来传热，而沸腾和冷凝的给热系数很大，因而热管的传热速率很高，将热管的传热速率折算成管体轴向表观导热系数，结果表明，热管的导热率是银的1000倍以上。