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管殼換熱器選用類型的方法,一般要遵循的原則是:當(dāng)高溫、高壓操作,處理量較大時,強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的可靠性很重要,應(yīng)選管殼式換熱器;若操作溫和壓力都不高,處理量也不大,可選板式或板翅式換熱器。這種類型的換熱器具有傳熱、結(jié)構(gòu)緊湊、金屬好量少等突出優(yōu)點。另外,對于有強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì),應(yīng)選耐腐性材料的換熱器,如鈦金屬換熱器、聚四氟乙烯換熱器等。
管殼式換熱器的分類,工業(yè)換熱器通常按以下諸方面來分類:結(jié)構(gòu)、傳熱過程、傳熱面的緊湊程度、所用材料、流動形態(tài)、分程情況、流體的相態(tài)和傳熱機(jī)理等。現(xiàn)在介紹管殼式換熱器的相關(guān)分類情況。
1.按所用材料分類:一般可把換熱器分為金屬材料和非金屬材料兩類。非金屬的換熱器主要有陶瓷換熱器、塑料換熱器、石墨換熱器和玻璃換熱器等。
2.按傳熱面的特征分類:根據(jù)管殼式換熱器內(nèi)傳熱管表面的形狀可分為螺紋管換熱器、波紋管換熱器、異型管換熱器、表面多空管換熱器、螺旋扁管換熱器、螺旋槽管換熱器、環(huán)槽管換熱器、縱槽管換熱器、翅管換熱器、螺旋繞管式換熱器、翅片管換熱器、內(nèi)插物換熱器、鋸齒管換熱器等。
3.按流體流動形式分類:根據(jù)管殼式換熱器內(nèi)流體流動的形式可分為并流、逆流和錯流三種形式。這三種流動形式中,逆流相比其他流動方式,在同等條件下?lián)Q熱器的壁面的熱應(yīng)力,壁面兩側(cè)流體的傳熱溫差,因而是優(yōu)先選用的形式?! ?
4.按結(jié)構(gòu)特點分類:可分為固定管板式、浮頭式、U型管式、填料函式、滑動管板式、板式、薄管板式等如果換熱器低壓側(cè)的設(shè)計壓力小于高壓側(cè)的設(shè)計壓力的2/3時,考慮此事故工況,且要求高壓側(cè)流體走管程。
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內(nèi)部裝有管束,管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內(nèi)流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。
管殼式換熱器的選用特點:
根據(jù)已知冷、熱流體的流量,初、終溫度及流體的比熱容決定所需的換熱面積。初步估計換熱面積,一般先假定傳熱系數(shù),確定換熱器構(gòu)造,再校核傳熱系數(shù)K值。
選用換熱器時應(yīng)注意壓力等級,使用溫度,接口的連接條件。在壓力降,安裝條件允許的前提下,管殼式換熱器以選用直徑小的加長型,有利于提高換熱量。
熱交換站中熱交換器的單臺處理和配置臺數(shù)組合結(jié)果應(yīng)滿足熱交換站的總供熱負(fù)荷及調(diào)節(jié)的要求。
管殼式換熱器冷卻特點:
傳熱管采用外表面軋制翅片的銅管,導(dǎo)熱系數(shù)高,換熱面積大。
導(dǎo)流板引導(dǎo)殼程流體在換熱器內(nèi)呈折線形連續(xù)流動,導(dǎo)流板間距可根據(jù)流速進(jìn)行調(diào)節(jié),結(jié)構(gòu)堅固,能滿足大流量甚至超大流量、脈動頻率高的殼程流體換熱。