管殼式換熱器設(shè)計(jì)所需考慮的因素

換熱終溫的確定

換熱終溫一般由工藝過程的需要確定。當(dāng)換熱終溫可以選擇時(shí)，其數(shù)值對(duì)換熱器是否經(jīng)濟(jì)合理有很大的影響。在熱流體出口溫度與冷流體出口溫度相等的情況下，熱量利用效率，但是有效傳熱溫差，換熱面積。

另外，在確定物流出口溫度時(shí)，不希望出現(xiàn)溫度交叉現(xiàn)象，即熱流體出口溫度低于冷流體出口溫度。

設(shè)備結(jié)構(gòu)的選擇

對(duì)于一定的工藝條件，首先應(yīng)確定設(shè)備的形式，例如選擇固定管板形式還是浮頭形式等。參照下表1-7.

在換熱器設(shè)計(jì)過程中，強(qiáng)化傳熱總的目標(biāo)概括有：在給定換熱量下減少換熱器的尺寸；提高現(xiàn)有換熱器的性能；減小流動(dòng)工質(zhì)的溫差；或者降低泵的功率。

傳熱過程是指兩種流體通過硬設(shè)備的壁面進(jìn)行熱交換的過程，按照流體的傳熱方式基本上可以分為無相變和有相變兩種類型。無相變過程強(qiáng)化傳熱技術(shù)的研究，一般依據(jù)控制熱阻側(cè)而采取相應(yīng)的措施：

如采用擴(kuò)展管內(nèi)或者管外表面；采用管內(nèi)插異物；改變管束支撐件形式；加入不互溶的低沸點(diǎn)添加劑等方法，以增強(qiáng)傳熱效果。

管殼式換熱器類型

U形管換熱器結(jié)構(gòu)：

只有一塊管板，管束由多跟?U?形管組成，盤管管殼式換熱器型號(hào)，管的兩端固定在同一塊管板上，換熱管可以自由伸縮。

優(yōu)點(diǎn)：以?U?形管尾部的自由浮動(dòng)解決了溫差應(yīng)力的問題。結(jié)構(gòu)簡單，盤管管殼式換熱器廠家，價(jià)格便宜，承壓能力強(qiáng)。

缺點(diǎn)：由于受管彎曲半徑的限制，布管較少。殼程流體易形成短路。壞一根U形管相當(dāng)于兩根管，報(bào)廢率較高。

適用范圍：是換熱器中可用于高溫，高壓，高溫差的換熱器。適用于管殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)結(jié)垢需要清洗，又不適宜采用浮頭式和固定管板的場(chǎng)合。

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管殼式換熱器

拉桿和定距管

折流板、支持板的固定一般采用拉桿或拉桿和定距管與管板固定。常用的固定結(jié)構(gòu)有兩種，即拉桿定距管結(jié)構(gòu)和點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，見圖所示：

a） 拉桿定距管結(jié)構(gòu)，用于換熱管外徑大于或等于 19mm 的管束。

b） 拉桿與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，用于換熱管外徑小于或等于 14mm 的管束。

1拉桿的尺寸

拉桿的連接尺寸按圖所示和表4確定。

表4 拉桿尺寸

2拉桿的布置

拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。對(duì)于大直徑的換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿。

雙殼程結(jié)構(gòu)

在殼程內(nèi)安裝一平行于換熱管軸線的矩形平板，即縱向隔板，將殼程一分為二，即雙殼程，見圖所示。這種結(jié)構(gòu)可以提高殼程物料流速，改善傳熱效果，即提高傳熱系數(shù)，從經(jīng)濟(jì)角度，一臺(tái)雙殼程換熱器比兩臺(tái)單管程換熱器便宜。

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