简析管壳式换热器传热机理

管壳式换热器是把管子与管板连接，再用壳体固定。它的型式大致分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种，前面我们简要介绍过。三、维护1、当换热效果下降时，便应进行清洗，其方法主要有人工及化学清洗两种办法。根据介质的种类、压力、温度、污垢和其他条件，管板与壳体的连接的各种结构型式特点，传热管的形状和传热条件，造价，维修检查方便等情况来选择设计制造各种管壳式换热器。

一般来说，管壳式换热器制造容易，生产成本低，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压。虽然它在结构紧凑性、传热轻度和单位金属消耗量方面无法与板式和板翅式换热器相比，但它由于具有前述的一些优点，因而在化工、石油能源等行业的应用中仍处于主导地位。

管壳式换热器是把管子与管板连接，再用壳体固定。它的型式大致分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种，前面我们简要介绍过。但拆开清洗的话就简单很多，将换热器的板片在清洗液中浸泡30分钟，然后用软刷轻刷结垢，随后用清水清洗干净，清洗过程中应防止损坏板片与橡胶垫。根据介质的种类、压力、温度、污垢和其他条件，管板与壳体的连接的各种结构型式特点，传热管的形状和传热条件，造价，维修检查方便等情况来选择设计制造各种管壳式换热器。

介绍管壳式换热器的传热知识

横纹管

1974年前苏联首先提出横纹管,它是一种用普通圆管作毛胚,在管外壁经简单滚轧出与轴线垂直的凹槽,同时在管内形成一圈突起的环肋。其强化机理为:当管内流体经横向环肋时,管壁附近形成轴向漩涡,增加了边界层的扰动,有利于热量通过边界层的传递。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的***中腐蚀很严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降。当涡流即将消失时,流体又流经下一个横肋,不断产生轴向涡流,因而保持连续且稳定的强化作用。横纹管主要用来强化管内单相流体的传热,华南理工大学经研究发现,在相同流速下,横纹管流阻比单头螺旋槽管的小。

螺旋扁管

螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美国Brown公司经过改进的一种换热管。挡板增加了壳侧流体的速度，迫使流体在路径上多次横向通过管束，增强了流体湍流。由于管子的独特结构,流体在管内处于螺旋流动,促湍流程度。梁龙虎[3]经实验研究,表明螺旋扁管管内膜传热系数通常比普通圆管大幅度提高,在低雷诺数时为明显,达2～3倍;随着雷诺数的增大,通常也可提高传热系数50%以上。

管壳式换热器的设计计算步骤：首先计算管壳式换热器的传热面积，选择换热器型号。纵然各种板式换热器的竞争力不断上升，管壳式换热器依然在换热器市场中占主导地位。根据管壳式换热器的换热任务，计算传热量;确定管壳式换热器的流体在换热器中的流动途径;确定管壳式换热器的流体在换热器中两端的温度，计算定性温度，确定在定性温度下的流体物性;计算管壳式换热器的平均温度差，并根据温度差校正系数不应小于0.8的原则，确定壳程数或调整加热介或冷却介质的终温;根据管壳式换热器的两流体的温差和设计要求，确定换热器的型式;依据管壳式换热器的换热流体的性质及设计经验，选取总传热系数值;依据管壳式换热器的总传热速率方程，初步算出传热面积 ，并确定换热器的基本尺寸或按系列标准选择设备规格。然后计算管、壳程压降根据初选的设备规格，计算管、壳程的流速和压降。检查计算结果是否合理或满足工艺要求。若压降不符合要求，要调整流速，再确定管程和折流挡板间距，或选择其它型号的换热器，重新计算压降直至满足要求为止;核算管壳式换热器的总传热系数，并且计算管、壳程对流传热系数，确定污垢热阻，再计算总传热系数 ，然后与值比较。

使用长期闲置的管壳式换热机组应注意的事项：：换热机组长时间不用时，在使用前应该对换热机组进行水压试验，对冷热两侧分别试压，试验压力为工作压力的1.25倍，保压时间为30分钟，各密封部位无泄漏；第二：对于损坏的板片应及时进行更换，若没有备用板片，在操作的情况下，可以拆下两张相邻的板片，同时相应减少压紧尺寸。对于已经老化的密封垫应进行更换，脱落的胶垫应重新粘接，粘接时应清洗垫片槽，涂上粘接剂冷却器，将垫片摆正粘牢。管壳式换热器的结构组成部分都有哪些管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。 第三：换热机组在使用前应检查压紧螺钉是否松动，压紧尺寸是不是符合说明书中的规定尺寸，如不符合规定，应均匀拧紧螺栓，使其达到规定尺寸。第四：设备操作时应缓慢注入低压侧液体，然后再注入高压侧液体；停车时应缓慢切断高压侧流体，再切断低压侧流体。长期运行后，板片表面将产生不同程度的沉物或水垢，这样会增加流阻并降低传热效率，因此设备应定期打开检查，消除污垢。清洗板片时，不得用金属刷子，以免划伤板片。 第五：若用于卫生要求较高的工业或食品工业时，使用前应对设备进行消毒、清洗，消除设备内的杂物和油污。冷热介质进出口接管应按设备压紧板上的标记进行连接，不然的话，会影响设备操作性能。