《化工设备机械基础》习题解答化工设备机械基础》
第三篇第三篇典型化工设备的机械设计第七章管壳式换热器的机械设计
一、思考题1．衡量换热器好坏的标准大致有哪些？答：传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构可靠，节省材料；成本低；制造、安装、检修方便。2．列管式换热器主要有哪几种？各有何优缺点？答：如下表1所示：表1列管式换热器种类优点缺点
固定管板式
结构较简单，造价较低，相对其它列管式换热器其管板最薄。一端管板固定，另一端管板可在壳体内移动；管壳间不产生温差应力；管束可抽出，便于清洗。管束一端可自由膨胀；造价比浮头式低；检修、清洗容易；填函处泄漏能及时发现。
管外清洗困难；管壳间有温差应力存在；当两种介质温差较大时必须设置膨胀节。结构较复杂，金属耗量较大；浮头处发生内漏时不便检查；管束与管体间隙较大，影响传热。壳程内介质有外漏的可能；壳程中不宜处理易挥发、易燃、易爆、有毒的介质。
浮头式
填料函式
U型管式
管内不便清洗；只有一个管板；管程至少为两程；管板上布管少，结构不紧凑，管束可以抽出清洗；管子可自由管外介质易短路，影响传热效果；膨胀。内层管子损坏后不易更换。
3．列管式换热器机械设计包括哪些内容？答：①壳体直径的决定和壳体壁厚的计算；②换热器封头选择，压力容器法兰选择；③管板尺寸确定；④管子拉脱力的计算；⑤折流板的选择与计算；⑥温差应力计算。此外还应考虑接管、接管法兰选择及开孔补强等。4．我国常用于列管式换热器的无缝钢管规格有哪些？通常规定换热管的长度有哪些？答：我国管壳式换热器常用无缝钢管规格（外径×壁厚），如下表2所示。换热管长度规定为：1500mm2000mm2500mm3000mm4500mm5000mm6000mm7500mm9000mm12000mm。换热器的换热管长度与公称直径之比，一般在425之间，常用的为610。立式换热器，其比值多为46。表2换热管规格（mm）碳钢低合金钢不锈钢￠19×2￠19×2￠25×25￠25×2￠32×3￠32×25￠38×3￠38×25
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f5．换热管在管板上有哪几种固定方式？各适用范围如何？答：固定方式有三种：胀接、焊接、胀焊结合。胀接：一般用在换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力不超过40MPa，设计温度在350℃以下，且无特殊要求的场合。焊接：一般用在温度压强都较高的情况下，并且对管板孔加工要求不高时。胀焊结合：适用于高温高压下，连接接头在反复的热冲击、热变形、热腐蚀及介质压力作用，工作r