管壳式换热器设计所需考虑的因素
换热设备的类型很多,对每种特定的传热工况,通过优化选型都会得到一种的设备型号,如果将这个型号的设备使用到其他工况,则传热的效果可能有很大的改变。因此,针对具体工况选择换热器类型,是很重要和复杂的工作。对管壳式换热器的设计,有以下因素值得考虑。
流速的选择
流速是换热器设计的重要变量,提高流速则提高传热系数,同时压力降与功耗也会随之增加,如果采用泵送流体,应考虑将压力降尽量消耗在换热器上而不是调节阀上,这样可依靠提高流速来提高传热效果。
采用较高的流速有两个好处:一是提高总传热系数,从而减小换热面积;二是减少在管子表面生成污垢的可能性。但是也相应的增加了阻力和动力的消耗,所以需要进行经济比较才能后确定适宜的流速。
此外在选择流速上,还必须考虑结构上的要求。为了避免设备的严重磨损,所算出的流速不应超过允许的经验流速。
螺纹管性能特点
在管子类型中,螺纹管属于管外扩展表面的类型,在普通换热管外壁轧制成螺纹状的低翅片,用以增加外侧的传热面积。螺纹管表面积比光管可扩展1.6-2.7倍,与光管相比,
当管外流速一样时,壳程传热热阻可以缩小相应的倍数,而管内流体因管径的减小,则压力降会略有增大。螺纹管比较适宜于壳程传热系数相当于管程传热系数1/3-3/5的工况。
波纹管换热器的性能特点
以改变管内流体流动状态、增强传热效果的典型管形为波纹管、内插物管。波纹管是在无切削的机加工中,管内被挤出凸肋从而改变了管内壁滞流层的流动状态,减少了流体传热热阻,增强了传热效果。
折流杆换热器的性能特点
折流杆换热器、双弓板换热器、盘环式换热器、旋流式换热器等,都属于通过壳程管束支撑件、大幅度降低阻力提高流速或改变流动方式从而达到强化传热的目的。折流杆换热器每根换热管的四个方向上,用折流杆加以固定,具有很好的防震性能。
管壳式换热器
设计条件的审查:
1. 换热器的设计,用户应提供一下设计条件(工艺参数):
① 管、壳程的操作压力(作为判定设备是否上类的条件之一,必须提供)
②管、壳程的操作温度(进口/出口)
③金属壁温(工艺计算得出(用户提供))
④物料名称及特性
⑤腐蚀裕量
⑥程数
⑦换热面积
⑧换热管规格,排列形式(三角形或正方形)
⑨折流板或支撑板数量
⑩保温材料及厚度(以便确定铭牌座伸出高度)
⑾油漆: Ⅰ.如用户有特殊要求,请用户提供牌号,颜色
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