（见表4）：
360???360?120?2FE?()(Di2?DB)?()(0.522?0.5172)?0.001628m236043604 (3-40)
根据
FA?FE0.006526?0.001628??6.395133，由图2-4查得压力降修正系数FB0.001275??0.87。
图2-4 间隙对压力降的修正系数
由式（3-41）计算?s：
?s?1??(FA?2FE)?0.0127FA?FE (3-41)
d) 壳程压力降式（3-42）
?ps'?[2(1?Nm)??s(N?1)]?pb??sN?pwNe (3-42)
3?[2(1?)?0.0127(36?1)]?183.265?0.0127?35?99.92148
?629.8551Pa
如取壳程进出口管中的流速为4.5m/s的话。则壳程进出口管中的压力降为：
5.558263?4.52?pN?1.5?1.5?84.41612Pa22
?ws2这样，壳程全部压力降为：
'?ps??ps??pN?629.8551?84.416.12?714.2712Pa
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第四节 热力设计评述
本设计结果，从压力降来看，管程约为4.5?103Pa，壳程为714.2712Pa，都远远低于一般容器许用值（104105Pa）。因此，本设计满足设计使用要求，不需重新进行计算。设计的
立式浮头式管壳换热器的参数见下表5。
第3章 换热器的结构设计
根据换热器的热力计算结果，查《换热器设计手册》和《GB151-1999管壳式换热器》对换热器的重要结构进行选型。最终的换热器的重要结构的参数如下表5所示。
表 5 立式固定管板浮头式换热器工艺参数
换热器型式：立式浮头式管壳换热器 换热器面积（㎡）：69 工艺参数 名称 物料名称 操作压力MPa 操作温度℃ 流量kg/h 流体密度kg/m3 流速，m/s 传热量kw 总传热系数w/㎡·k 对流传热系数w/㎡·k 污垢系数㎡·k/w 阻力降Pa 程数 使用材料 管子规格 管间距mm 折流挡板型式 壳体内径mm 项目 壳径D(DN) 32mm 32 上下 500 数据 520mm 48486.49 0.000344 4458.671 2 低碳钢 管数 199 排列方式 间距mm 项目 管尺寸 150 保温层厚度mm 管程 水 5 300/200 1486.375 7.99 5 200 128.1592 376.5695 0.000172 714.2712 1 低碳钢 管长mm 4500 正三角形 切口高度25% 数据 ￠ 20X2.5mm 壳程 空气 0.8 230/150 9946.653 5.558263 3 20
管程数Np 管数n 中心排管数nc 管程流通面积 2 199 15 39.831㎡ 管长l（L） 管排列方式 管心距 传热面积 4.5m 正三角形排列 32mm 69㎡ 换热器的结构设计主要包括壳体和管箱壁厚的计算，管子与管板连接结构设计，壳体与管板连接结构设计，管板厚度计算、折流板、支持板等零部件的结构设。
第一节 壳体、管箱厚度计算和进出口结构
壳体、管箱箱壳体和封头共同组成了换热器的外壳。管壳式换热器的壳体通常由管材或者板材卷制而成。但直径<400mm时，通常采用管材作为壳体和管箱壳体。当直径>400mm时，采用板材卷制为壳体和管箱壳体。其直径系列应与封头、连接法兰的系列相匹配，以便于法兰，封头的选型。对于一般换热器壳体的厚度不小于表6中规定的最小厚度值。
表 6 最小壁厚 mm
D/mm 碳钢，低合金钢(mm) 不锈钢(mm) 400~500 8 4 600~700 8 5 800~1000 10 6 1100~1500 12 7 1600~2000 14 8 由于设计换热器壳体直径为520mm，材料为碳钢，因此选择壳体厚度为8mm。
在换热器的壳体和管箱上均设置进出口管口。在壳体和管箱底部设置排液孔，上都设置排气管，在壳侧设置安全调节口、温度计、压力表、液位计、取样接管和溢流口。
第二节 管子与管板的连接
管子与管板的连接，在管壳式换热器的设计中，是一个比较重要的结构部分。它不仅加工工作量大，而且必须使每一个连接在正常运行状态中，保证介质无泄漏且具有承受介质压力的能力。
对于管子和管板的连接结构类型，主要有以下几种形式：（1） 胀接； （2） 焊接；（3） 胀焊结合。这几种类型除本身结构固定的特点外，在加工中，与生产条件，操作技术都有一定的关系。但是无论采用何种连接方式，都必须保证连接处能满足设计所需的密封性和具体足够的抗拉脱强度。本文设计中主要采用胀接的形式对换热管与管板进行连接，具体结构如下图3-1 换热器装配图中的局部视图。
由于换热管外径为25mm, 由表7知换热管外伸长度长度3mm，开槽深度为0.5mm；
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表 7 换热管外伸长度 mm
换热管外径d 伸出长度li 槽深k
?14
16~25
3+2
30~38 4+1
45~57 5+2 0.8
不开槽 0.5 0.6
胀接时，将管端胀成圆锥形，由于翻边的作用，可使管子与管板结合的更为牢固，抗拉脱力的能力更高。当管束承受压应力时，则可不采用翻边结构形式。管孔开槽的目的为提高抗拉托力以及增加管程和壳体的密封性。
第三节 折流板结构
折流板的设计，主要根据工艺过程及要求来确定，设置折流板的主要目的为增加壳程流体的流速，提高壳程的传热系数，从而达到提高总的传热系数的目的。同时，设置折流板对换热器具有一定的支持作用，当换热管过长，而管子承受的压应力过大时，在满足换热器壳程允许压降的情况下，增加折流板的数量，减少折流板的间距，对缓解换热管的受力情况和防止流体流动诱发震动有一定的作用。而且，设置折流板也有利于换热管的安装。
折流板的类型有弓形折流板、圆盘-圆环型折流板和矩形折流板。最常见的为弓形折流板和圆盘—圆环形折流板。本论文设计使用单弓形的折流板结构如下图3-1所示。圆缺区切除面积为25%。
图3-1 单弓形介质流动图（上下排列时）
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第四节 换热器装配图和主要结构零件图
设计换热器的装配图装配图和零件如下图3-2~3-6所示
图3-2 立式固定管板浮头换热器总装配图
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