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管殼式換熱器是如何工作的?
管式換熱器是目前應用廣泛的一種,其結(jié)構(gòu)簡單、堅固,制造容易,資料范圍廣泛,處置能力可以很大,適應性強。一般來說,設備制造容易,生產(chǎn)成本低,選材范圍廣,清洗方便,德州管殼式換熱器圖片,適應性強,處理量大,工作可靠,且能適應高溫高壓。雖然它在結(jié)構(gòu)緊湊性、傳熱輕度和單位金屬消耗量方面無法與板式和板翅式換熱器相比,但它由于具有前述的一些優(yōu)點,因而在化工、石油能源等行業(yè)的應用中仍處于主導地位。
圓形外殼內(nèi)裝入平行管束,管式兩端固定在管板上,管子在管板上的固定方法一般采用焊接法或脹管法,裝有進口或出口管的頂蓋用螺釘與外殼兩端法蘭相連,頂蓋與管板之間構(gòu)成流體的分配室。列管冷凝器進行熱交換時,冷卻水由頂蓋的連接管進入,管內(nèi)流動,這條路徑稱為管程;有害蒸氣在管束與殼體之間的空隙內(nèi)流動,這條路徑稱為殼程;管束的外表積就是傳熱面積。冷凝回收不論是對飽和蒸氣的冷凝還是對含不凝氣的冷凝過程中,一般情況下,盤管管殼式換熱器圖片,好在臥式冷凝器的殼程冷凝,因為無論從傳熱、壓力降及清掃方面都比較合理。
管殼式換熱器有多層導熱特性良好的材料疊合而成工作原理和熱水器類似,熱水器是由燃氣燃燒時產(chǎn)生熱而換熱器是發(fā)熱的介質(zhì)不是明火,換熱器內(nèi)部有兩路管道回路,一個是熱源另一個是被加熱源熱源就像熱水器燃燒時的火焰如熱水或蒸汽等。被加熱源就像熱水器里被加熱的水。還有熱源回路中換熱器的熱源進口前有一個調(diào)節(jié)閥通過改變這個閥門的開度就可以調(diào)節(jié)被加熱源的溫度。
管殼式換熱器可以適應在高溫高壓的情況下工作,長期使用不會生成結(jié)垢,從而保證產(chǎn)品的換熱效果穩(wěn)定,其使用壽命長,長期使用不會發(fā)生泄漏事情,不影響效果的情況下安全。管殼式換熱器的材質(zhì)比較堅硬,一般以鋼材為主,即便在高溫高壓下也可以使用,維護起來十分方便。
列管換熱器的結(jié)構(gòu)特點和溫差補償裝置
列管換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應用廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì) ,可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進行換熱時,一種流體由封頭的連結(jié)管處進入,在管流動,從封頭另一端的出口管流出,這稱之管程;另一種流體由殼體的接管進入,從殼體上的另一接管處流出,這稱為殼程列管式換熱器。下面小編具體介紹下列管換熱器的結(jié)構(gòu)特點和溫差補償裝置。
列管換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、造價便宜,但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上,管板分別焊在外殼兩端,并在其上連接有頂蓋,頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的,而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此,當管壁與殼壁溫差較大時,螺紋管管殼式換熱器圖片,由于兩者的熱膨脹不同,產(chǎn)生了很大的溫差應力,以至管子扭彎或使管子從管板上松脫,甚至毀壞換熱器。
為了克服溫差應力必須有溫差補償裝置,一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時,為安全起見,換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置(膨脹節(jié))只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強不高的情況,一般殼程壓強超過0.6Mpa時由于補償圈過厚,難以伸縮,失去溫差補償?shù)淖饔?,就應考慮其他結(jié)構(gòu)。列管換熱器的渦流熱膜主要采用新的渦流熱膜傳熱技術(shù),通過改變流體運動狀態(tài)來增加傳熱效果,當介質(zhì)經(jīng)過渦流管表面時,強力沖刷管子表面,從而提高換熱效率。可達10000W/m2℃。同時這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢功能,其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式,在換熱管表面形成繞流,對流換熱系數(shù)降低。
介紹管殼式換熱器的傳熱知識
管殼式換熱器是工業(yè)中應用廣泛、運用可靠性良好的一種換熱設備。在二十世紀六、七十年始了強化技術(shù)的研究。強化傳熱主要有兩種途徑:
(1)增大傳熱面積,但換熱器的傳熱面積不可能制地增大,否則投資費用會大大增加,并且隨著工業(yè)化的進展,設備要緊湊化;
(2)提高傳熱系數(shù),主要從管程和殼程傳熱強化系數(shù)的提高方面上考慮。許多科研工作者已經(jīng)在這一方面上進行了大量的研究,并且取得了很大的成效。本文主要討論了管殼式換熱器管程的強化傳熱———改變管子外形或在管內(nèi)加入插入物,介紹了螺旋槽管、橫紋管、螺旋扁管、管內(nèi)插入物、翅片管、縮放管和三維內(nèi)肋管等多種強化傳熱管的研究進展。
1螺旋槽管
螺旋槽管是一種管壁上具有外凸和內(nèi)凸的異形管,管壁上的螺旋槽能在有相變和無相變的傳熱中明顯提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù),起到雙邊強化的作用。根據(jù)在光管表面加工螺旋槽的類型螺旋槽管有單頭和多頭之分,其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有槽深e、槽距p和槽旋角β。美國、英國、日本從1970年至1980年間對螺旋槽管進行了大量的研究[1]。華南理工大學、北京理工大學和重慶大學也對螺旋槽管進行試驗研究,而且都取得顯著的成效。此外,研究還表明單頭螺旋槽管比多頭螺旋槽管的性能好。
2橫紋管
1974年前蘇聯(lián)首先提出橫紋管,立式管殼式換熱器圖片,它是一種用普通圓管作毛胚,在管外壁經(jīng)簡單滾軋出與軸線垂直的凹槽,同時在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。其強化機理為:當管內(nèi)流體經(jīng)橫向環(huán)肋時,管壁附近形成軸向漩渦,增加了邊界層的擾動,有利于熱量通過邊界層的傳遞。當渦流即將消失時,流體又流經(jīng)下一個橫肋,不斷產(chǎn)生軸向渦流,因而保持連續(xù)且穩(wěn)定的強化作用。
3螺旋扁管
螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美國Brown公司經(jīng)過改進的一種換熱管。由于管子的結(jié)構(gòu),流體在管內(nèi)處于螺旋流動,促湍流程度。
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