对于完成某一任务的换热器,往往有多个选择,如何确定的换热器,是换热器优化的问题,即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中,目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题,利用一般优化设计的原理和方法,以操作费用为优化目标,给出相应的目标函数,并用MATLAB语言编写了计算程序,后给出了一个计算实例。
钢质管壳式换热器订做
对于完成某一任务的换热器,往往有多个选择,如何确定的换热器,是
换热器优化的问题,即采用优化方法使设计的换热器满足的目标函数和约束条件。在换热器设计中,目标函数是指包括设备费用和操作费用在内的总费用。本文主要针对管壳式水冷却器冷却水出口温度的优化问题,利用一般优化设计的原理和方法,以操作费用为优化目标,给出相应的目标函数,并用MATLAB语言编写了计算程序,后给出了一个计算实例。管式换热器增加流体的流速和扰动性，可减薄边界层，降低热阻提高给热系数。
1目标函数
对于以水为冷却介质的管壳式冷却器,进口水温一定时,由传热学的基本原理分析可知,冷却水的出口费用将影响传热温差,从而影响换热器的传热面积和投资费用。若冷却水出口温度较低,所需的传热面积可以较小,即换热器的投资费用减少;但此时的冷却水的用量则较大,所需的操作费用增加,所以存在使设备费用和操作费用之和为的冷却水出口温度。相同，为进步管外流速，也可在壳体内装置纵向挡板，迫使流体屡次经过壳体空间，称为多壳程。
设换热器的年固定费用FA = KF.CA.A (1)式中FA———换热器的年固定费用,元;KF———换热器的年折旧率, 1 /y;CA———换热器单位传热面积的投资费用,元/m2 ;A———换热器的传热面积,m2。换热器的年操作费用FB =CuWuHy/1000 (2)式中FB———换热器的年操作费用,元;Cu———单位质量冷却水费用,元/吨;Wu———换热器冷却水用量, kg/h;Hy———换热器每年运行时间, h。因此换热器的年总费用即目标函数F = FA + FB = KFCAA +CuWuHy/1000 (3)2A与Wu的数学模型———热平衡方程换热器的热负荷为Q =GcPi ( T1 - T2 ) (4)式中Q———换热器的热负荷, kJ /h;G———换热器热介质处理量, kg/h;cpi———热流体介质比热容, kJ / ( kg℃) ;T1、T2———热流体的进出口温度,℃。工业计算机显示，存储和打印的各种操作参数，包括：热煤流量，热介质温度，热介质压力，供热，室外温度标准温度质量，供水温度，冷凝水温度供气压力等。
管壳式换热器结构及制造标准
管壳式换热器：是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，这种换热器结构较简单、操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用广的类型。在换热器的整体规划全过程中，这类地应力差一般全是结转考虑到的，如不可以符合要求，则要在壳体上设定补偿器，也许把固定不动管板换热器改为U型管换热器、浮头换热器来清除这类地应力差产生的倒霉。（设计制造遵循标准：国外 TEMA ASME 国内 GB151、GB150）
换热器封头选取原则
1、管壳侧是否需要清洗；
2、是否需要移动管束；
3、是否需要考虑热膨胀；
前封头类型：A、B、C、D、N
后封头类型：L、M、N、P、S、T、W
后封头又分为固定式、浮头式以及U型管，相对于固定式，浮头式造价更高、需要更大的壳径、低的换热效果（由于泄漏流C的存在），优点则是一端具有自由度可以处理好热膨胀问题。
几个重点设计条件
①操作压力：作为判定设备是否上类 的条件之一，必须提供
②物料特性：如用户不提供物料名称则必须提供物料的毒性程度。
因为介质的毒性程度关系到设备的无损监测、热处理、锻件的级别
对于上类设备，还关系到设备的划分
a. GB150 10.8.2.1(f)图样注明盛装毒性极度危害或高度危害介质的
容器RT.
b. 10.4.1.3 图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器，应进行焊后热处理（奥氏体不锈钢的焊接接头可不进行热处理）
c.锻件. 使用介质的毒性为极度或高度危害性的锻件应符合Ⅲ级或Ⅳ级要求。
③管规格：
常用的 碳钢 φ19×2，φ25×2.5，φ32×3， φ38×5
不锈钢φ19×2，φ25×2， φ32×2.5，φ38×2.5
换热管的排列形式：三角形，转角三角形，正方形，转角正方形。
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