图1-3浮头式换热器1一壳盖2一固定管板3一隔板4一浮头钩圈法兰5一浮动管板6一浮头盖4.填料函式换热器填料函式换热器的结构如图1-4所示。其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低：管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。图1-4：填料丽式换热器1一活动管板2-—填料压盖3-填料4-填料函5-纵向隔板2.3.1换热器类型的选择所设计换热器用于冷却果浆，果浆粘度较大，易结垢，易腐蚀管道，所以选用浮头式换热器，浮头便于拆卸、清洗，且果浆走壳程也方便散热，与冷却介质温差较大，也避免产生温差应力产生管道变形。综上所述，换热器选择浮头式，果浆走壳程。2.3.2流径的选择在具体设计时考虑到尽量提高两侧传热系数较小的一个，使传热面两侧传热系数接近；在运行温度较高的换热器中，应尽量减少热量损失，而对于一些制冷装置，应尽量减少其冷量损失：管、壳程的决定应做到便于清洗除垢和修理，以保证运行的可靠性。参考标准：（1）不洁净和易结垢的流体宜走便手清洗管子，浮头式换热器壳程便于清洗。(2）腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。（3）压强高的流体宜走管内，以免壳体受压，其中冷却介质循环水操作压力高，宜走管程。（4）饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。（5）被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果。（6）需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。6
6 4.填料函式换热器 填料函式换热器的结构如图 1-4 所示。其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端 采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料 函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低； 管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。其缺点是填料函乃严不高，壳 程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。 2.3.1 换热器类型的选择 所设计换热器用于冷却果浆，果浆粘度较大，易结垢，易腐蚀管道，所以选用浮头式换热器， 浮头便于拆卸、清洗，且果浆走壳程也方便散热，与冷却介质温差较大，也避免产生温差应 力产生管道变形。综上所述，换热器选择浮头式，果浆走壳程。 2.3.2 流径的选择 在具体设计时考虑到尽量提高两侧传热系数较小的一个，使传热面两侧传热系数接近； 在运行温度较高的换热器中，应尽量减少热量损失，而对于一些制冷装置，应尽量减少其冷 量损失；管、壳程的决定应做到便于清洗除垢和修理，以保证运行的可靠性。 参考标准： (1) 不洁净和易结垢的流体宜走便于清洗管子，浮头式换热器壳程便于清洗。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压，其中冷却介质循环水操作压力高，宜走管程。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系 不大。 (5) 被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程， 且可采用多管程以增大流速
（7）粘度大的液体或流量较小的流体，宜走壳程，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re（Re>100）下即可达到瑞流，以提高对流传热系数。（8）若两流体的温度差较大，传热膜系数较大的流体宜走壳程，因为壁温接近传热膜系数较大的流体温度，以减小管壁和壳壁的温度差。综合考虑以上标准，确定果浆应走壳程，水走管程。2.3.3流速的选择表2-2换热器常用流速的范围介质新鲜水气体循环水一般液体易结垢液体低粘度油高粘度油流速管程流速，1.0~2.00.8~1.50.5~3>1. 00.8~1.80.5~1.55~30m/s壳程流速，0.5~1.50.5~1.50.2~1.5>0. 50.4~1.00.3~0.82~15m/s由于增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。故拟取循环水流速为1.2m/s。2.3.4材质的选择列管换热器的材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。在高温下一般材料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。同时具有耐热性、高强度及耐腐蚀性的材料是很少的。目前常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、铜和铝等：非金属材料有石墨、聚四氟乙烯和玻璃等。根据实际需要，可以选择使用不锈钢材料。2.3.5管程结构换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和同心圆排列，如下图所示。r区000?000这区000风区B(a）正方形直列（b）正方形错列(c）三角形直列（d）三角形错列（e）同心圆排列正三角形排列结构紧凑：正方形排列便于机械清洗。对于多管程换热器，常采用组合排列方式。每程内都采用正三角形排列，而在各程之间为了便于安装隔板，采用正方形排列方式。7
7 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走壳程，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于 流速和流向的不断改变，在低 Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。 (8) 若两流体的温度差较大，传热膜系数较大的流体宜走壳程，因为壁温接近传热膜系数较 大的流体温度，以减小管壁和壳壁的温度差。 综合考虑以上标准，确定果浆应走壳程，水走管程。 2.3.3 流速的选择 表 2-2 换热器常用流速的范围 介质 流速 循环水 新鲜水 一般液体 易结垢液体 低粘度油 高粘度油 气体 管程流速， m/s 1.0~2.0 0.8~1.5 0.5~3 >1.0 0.8~1.8 0.5~1.5 5~30 壳程流速， m/s 0.5~1.5 0.5~1.5 0.2~1.5 >0.5 0.4~1.0 0.3~0.8 2~15 由于增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能 性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加， 又使流体阻力增大，动力消耗就增多。故拟取循环水流速为 1.2m/s。 2.3.4 材质的选择 列管换热器的材料应根据操作压强、温度及流体的腐蚀性等来选用。在高温下一般材 料的机械性能及耐腐蚀性能要下降。同时具有耐热性、高强度及耐腐蚀性的材料是很少的。 目前 常用的金属材料有碳钢、不锈钢、低合金钢、铜和铝等；非金属材料有石墨、聚四氟 乙烯和玻璃等。根据实际需要，可以选择使用不锈钢材料。 2.3.5 管程结构 换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和同心 圆排列，如下图所示。 (a) 正方形直列 （b）正方形错列 (c) 三角形直列 （d）三角形错列 （e）同心圆排列 正三角形排列结构紧凑；正方形排列便于机械清洗。对于多管程换热器，常采用组合 排列方式。每程内都采用正三角形排列，而在各程之间为了便于安装隔板，采用正方形排列 方式