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管殼式換熱器是一種傳統(tǒng)的標準換熱設(shè)備,它具有制造方便、選材面廣、適應(yīng)性強、處理量大、清洗方便、運行可靠、能承受高溫、高壓等優(yōu)點,在許多工業(yè)部門中大量使用。本文將對管殼式換熱器的設(shè)計要點做系統(tǒng)的介紹。
管殼式換熱器的設(shè)計是通過計算,確定經(jīng)濟合理的傳熱面積及換熱器的其它有關(guān)尺寸,以完成生產(chǎn)中所要求的傳熱任務(wù)。
一、設(shè)計的基本原則
1、流體流徑的選擇流體流徑的選擇是指在管程和殼程各走哪一種流體,此問題受多方面因素的制約,下面以固定管板式換熱器為例,介紹一些選擇的原則。
?。?)不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程,因為管程清洗比較方便。
(2)腐蝕性的流體宜走管程,以免管子和殼體同時被腐蝕,且管程便于檢修與更換。
?。?)壓力高的流體宜走管程,以免殼體受壓,可節(jié)省殼體金屬消耗量。
?。?)被冷卻的流體宜走殼程,可利用殼體對外的散熱作用,增強冷卻效果。
(5)飽和蒸汽宜走殼程,以便于及時排除冷凝液,且蒸汽較潔凈,一般不需清洗。
(6)有毒易污染的流體宜走管程,以減少泄漏量。
?。?)流量小或粘度大的流體宜走殼程,因流體在有折流擋板的殼程中流動,由于流速和流向的不斷改變,在低Re(Re>100)下即可達到湍流,以提高傳熱系數(shù)。
?。?)若兩流體溫差較大,宜使對流傳熱系數(shù)大的流體走殼程,因壁面溫度與α大的流體接近,以減小管壁與殼壁的溫差,減小溫差應(yīng)力。
在選擇流體的流徑時,須根據(jù)具體的情況,抓住主要矛盾進行確定。
2、流體流速的選擇流體流速的選擇涉及到傳熱系數(shù)、流動阻力及換熱器結(jié)構(gòu)等方面。增大流速,可加大對流傳熱系數(shù),減少污垢的形成,使總傳熱系數(shù)增大;但同時使流動阻力加大,動力消耗增多;選擇高流速,使管子的數(shù)目減小,對一定換熱面積,不得不采用較長的管子或增加程數(shù),管子太長不利于清洗,單程變?yōu)槎喑淌蛊骄鶄鳠釡夭钕陆怠?
管式換熱器大部分情況下被稱作列管式換熱器,可是其作用和運用及其結(jié)構(gòu)層面會出現(xiàn)多不一樣,下邊大家關(guān)鍵看來下述管式換熱器的作用和主要用途。
其關(guān)鍵是在開展傳熱時,某類液體由封頭的相互連接管處進到,在管流動性,從封頭另一端的出入口管排出,這稱之管程;另-種液體由殼體的對接進到,從殼體上的另一對接處排出,這稱之為殼程列管式換熱器。列管式換熱器關(guān)鍵分成固定不動管平板式、卡套接頭式、U型管式、折流擋板、多殼程五種,其運用范疇不盡相同??墒瞧潢P(guān)鍵的也要依據(jù)不一樣的物質(zhì),不一樣的溫度挑選不一樣尺寸的換熱器以便捷降低成本和環(huán)境保護性。
除此之外,它大多數(shù)運用于化工廠,或是乙醇
的生產(chǎn)制造,列管式換熱器也是上運用廣的一種換熱器。如今掌握他的組成,它關(guān)鍵由一個殼體、好多個筒體、好幾個換散熱管、一些封頭和折流擋板等構(gòu)成。所需多種多樣材料,大多數(shù)能用一般的碳素鋼原材料、紅銅原材料、或是不銹鋼板等制做。
目前管殼式換熱器的應(yīng)用非常廣泛。其布局簡單、牢固、易于制造、數(shù)據(jù)范圍廣、處理量大、適應(yīng)性強。但在傳熱效率、設(shè)備緊湊性、單位傳熱面積金屬消耗等方面稍遜于各類板式冷凝器。這種冷凝器通常包括固定管板、U型管和浮頭。管式冷凝器主要由殼體、管板、花板牽制和頂蓋組成。
在圓殼體內(nèi)設(shè)有平行牽制,管型的兩端固定在管板上。管道在管板上的固定辦法一般回收焊接法或脹接法。上蓋設(shè)有進出口管,通過螺釘與殼體兩端法蘭連接,上蓋與管板形成流體分派室。管式冷凝器在換熱過程中,冷卻水從頂蓋連吸收進入管內(nèi)流動,管內(nèi)稱為管程;有害蒸汽在牽制與殼體之間的間隙流動,管程稱為殼程;牽制的外部產(chǎn)品是傳熱面積。在冷凝回收過程中,無論是對飽和蒸汽還是不凝性氣體,一般在程度冷凝器殼程冷凝,因為它在傳熱、壓降和清洗方面是合理的。
具體信息如下:
1、臥室殼程凝聚膜的傳熱系數(shù)比垂直管或管外超出跨越數(shù)倍,不凝聚物不會在死角積聚,不易排出。
2、冷卻水管便于清洗水垢。包管水管內(nèi)的高流量,有利于降低結(jié)垢速度,提高水膜的傳熱系數(shù)。
3、臥式管式冷凝器使冷卻水進口的低水位管道,使凝聚水在底層積聚,從而降低凝聚水的溫度。在外冷凝系統(tǒng)中,進一步冷卻冷凝水長短常主要的。如果冷凝系統(tǒng)溫度較高,接觸空氣中的有機氣體會有大量揮發(fā)。一般要求凝聚水入口溫度在60℃以下。當然,你也可以此外加一個冷卻器,但會增加成本。