4设备设计计算和选型（2）——换热设备
换热设备是实现物料之间热量传递的设备。随着科学和生产技术的发展，各工业部门要求换热设备的类型和结构与之相适应。流体的种类、流体的运动、设备的压力和温度等也都必须满足生产过程的要求。近代尖端科学技术的发展（如高温高压、高速、低温、超低温等），又促使了高强度、高效率的紧凑式换热器的发展。因此，目前换热设备种类很多，结构各异。换热器的分类、选型原则请参阅参考文献6.1节和参考文献5.1节。
一个好的换热设备设计，一般应满足如下要求：
①在给定的工艺参数条件（流体的流量、温度等）下，达到要求的传热量和流体出口温度（即符合工艺要求），即合理地实现所规定的工艺条件；
②采用传热速率大、流体流动压力降小、传热面积小的换热设备，以取得最佳经济效益；
③设备安全可靠；
④便于制造、安装、操作和维护。
为了适应生产发展的需要，国家对某些种类的换热设备已制订了相应的标准系列，如JB／T4714—92《浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数》、JB／T4715—92《固定管板式换热器型式与基本参数》、JB／T4716—92《立式热虹吸式重沸器型式与基本参数》、JB／T4717—92《U型管式换热器型式与基本参数》、JB／T4723—92《不可拆卸式螺纹换热器型式与基本参数》、JB／T4740一1997《空冷式换热器型式与基本参数》等，在设计或选型时可参照标准进行。
4.1管壳式换热器设计程序
管壳式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，具有结构简单、选材范围广、能承受较高的压力、易于制造、造价低，管程清洗方便等优点，在各工业领域中得到最为广泛的应用。在现代工业装置向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占据主导地位。
本节主要介绍管壳式换热器的热工设计，同时也讨论了结构设计和强度设计等方面的问题，并举例介绍常见的管壳式换热器的设计计算。
管壳式换热器设计程序或步骤随着设计任务和原始数据的不同而不同，要尽可能使已知数据和要设计计算的项目顺次编排，但由于许多项目之间相关联，无法排定次序，故往往先根据经验选定一个数据使计算进行下去，通过计算得到结果后再与初始假定的数据进行比较，直到达到规定的偏差要求，试算才告结束。例如在传热计算和阻力计算中，不可避免会涉及结构，因而常须初选总传热系数，得到初估的传热面积，从而做出结构设计，然后做进一步的传热计算，得到总传热系数的计算值和所需的传热面积。
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