了解熱管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理

為了固定換熱管，在換熱器周?chē)惭b了固定框架。根據(jù)分布位置，框架可分為上下蓋板和兩側(cè)側(cè)板。B型封頭：?jiǎn)畏ㄌm經(jīng)濟(jì)型，由于易于采購(gòu)，是的封頭C型封頭：帶管板和可拆蓋，管側(cè)清洗方便，可以處理管程高壓和高危介質(zhì)（適當(dāng)），適于殼側(cè)管束較重以及殼側(cè)需要清洗的情況。在一些特定的地方，為了便于整體固定，需要在兩側(cè)再加一塊板；由于需要有效的熱交換，我們通常使用外徑為18的無(wú)縫鋼管，因?yàn)橥鈴叫?，?nèi)部空間小。傳熱速度快，傳熱。

 翅片為0.2~0.3mm厚的碳鋼翅片或鍍鋅翅片，通過(guò)機(jī)械纏繞分布在母管表面，然后通過(guò)焊接定位固定，防止翅片松動(dòng)脫落；碳鋼和不銹鋼在濃度為50%左右的硫酸中腐蝕嚴(yán)重，而當(dāng)濃度增加到60%以上時(shí)，腐蝕反而急劇下降。為保證換熱管的流動(dòng)性，換熱管與換熱管之間采用180度彎頭連接，彎頭材料選擇與母管一致，焊接方便。焊接時(shí)應(yīng)保證彎頭與連接管的連續(xù)性和光滑性，使其內(nèi)部流動(dòng)性能更好；

   換熱器接口主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要定做。例如，如果客戶(hù)需要在現(xiàn)場(chǎng)使用法蘭，那么在出廠時(shí)，我們會(huì)使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的法蘭接口，以便客戶(hù)以后安裝。擋板可以提高殼體側(cè)流體的速度，迫使流體按規(guī)定的距離多次通過(guò)管束，提高流體的湍流程度。它可以加快效率；作為換熱器的工作介質(zhì)母管，母管必須滿(mǎn)足整體設(shè)計(jì)的要求，否則整體換熱性能將達(dá)不到要求，需要通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行測(cè)量。

   燃?xì)夤艿?，如果客?hù)提供圖紙和要求，我們可以根據(jù)客戶(hù)的要求定做，以確?，F(xiàn)場(chǎng)更換燃?xì)夤艿赖囊蠛驮O(shè)計(jì)要求，如果客戶(hù)提供圖紙和要求，我們可以根據(jù)客戶(hù)的要求定制，以保證現(xiàn)場(chǎng)更換的要求和設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于完成某一任務(wù)的換熱器,往往有多個(gè)選擇,如何確定的換熱器,是換熱器優(yōu)化的問(wèn)題,即采用優(yōu)化方法使設(shè)計(jì)的換熱器滿(mǎn)足的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。在換熱器設(shè)計(jì)中,目標(biāo)函數(shù)是指包括設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用在內(nèi)的總費(fèi)用。管殼式換熱器通常被稱(chēng)為列管式換熱器，但在功能、應(yīng)用和組織上有許多不同。本文主要針對(duì)管殼式水冷卻器冷卻水出口溫度的優(yōu)化問(wèn)題,利用一般優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理和方法,以操作費(fèi)用為優(yōu)化目標(biāo),給出相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù),并用MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)了計(jì)算程序,后給出了一個(gè)計(jì)算實(shí)例。

1目標(biāo)函數(shù)

　　對(duì)于以水為冷卻介質(zhì)的管殼式冷卻器,進(jìn)口水溫一定時(shí),由傳熱學(xué)的基本原理分析可知,冷卻水的出口費(fèi)用將影響傳熱溫差,從而影響換熱器的傳熱面積和投資費(fèi)用。間壁式換熱器又可分為管殼式和板殼式換熱器兩類(lèi),其中管殼式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性,在長(zhǎng)期的操作過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),其設(shè)計(jì)資料比較齊全,在許多國(guó)家都有了系列化標(biāo)準(zhǔn)。若冷卻水出口溫度較低,所需的傳熱面積可以較小,即換熱器的投資費(fèi)用減少;但此時(shí)的冷卻水的用量則較大,所需的操作費(fèi)用增加,所以存在使設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用之和為的冷卻水出口溫度。

　　設(shè)換熱器的年固定費(fèi)用FA = KF.CA.A (1)式中FA———換熱器的年固定費(fèi)用,元;KF———換熱器的年折舊率, 1 /y;CA———換熱器單位傳熱面積的投資費(fèi)用,元/m2 ;A———換熱器的傳熱面積,m2。換熱器的年操作費(fèi)用FB =Cu?WuHy/1000 (2)式中FB———換熱器的年操作費(fèi)用,元;Cu———單位質(zhì)量冷卻水費(fèi)用,元/噸;Wu———換熱器冷卻水用量, kg/h;Hy———換熱器每年運(yùn)行時(shí)間, h。為延緩結(jié)垢,減少維修工作量,被加熱水終溫宜控制在50-60C之間。因此換熱器的年總費(fèi)用即目標(biāo)函數(shù)F = FA FB = KFCAA Cu?WuHy/1000 (3)2A與Wu的數(shù)學(xué)模型———熱平衡方程換熱器的熱負(fù)荷為Q =GcPi ( T1 - T2 ) (4)式中Q———換熱器的熱負(fù)荷, kJ /h;G———換熱器熱介質(zhì)處理量, kg/h;cpi———熱流體介質(zhì)比熱容, kJ / ( kg?℃) ;T1、T2———熱流體的進(jìn)出口溫度,℃。

管殼式換熱器

主要有固定管板換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器、填料函式的浮頭換熱器等結(jié)構(gòu)型式，固定管板換熱器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，能得到較小的殼體內(nèi)徑，管程可分成多樣，殼程也可用縱向隔板分成多程，規(guī)格范圍廣等優(yōu)勢(shì)在工程中得到了廣泛應(yīng)用。管殼式換熱器是將被加熱水貯存在殼體內(nèi),而熱媒(蒸汽或高低溫?zé)崴?在管束內(nèi)的換熱設(shè)備。今天帶大家一起以固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)為例，深入了解管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)。

換熱器分類(lèi)：

管殼式換熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為下列兩類(lèi)。

1.剛性結(jié)構(gòu)的管殼式換熱器：這種換熱器又成為固定管板式，通常可分為單管程和多管程兩種。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、造價(jià)便宜和應(yīng)用較廣；缺點(diǎn)是管外不能進(jìn)行機(jī)械清洗。

2.具有溫差補(bǔ)償裝置的管殼式換熱器：它可使受熱部分自由膨脹。該結(jié)構(gòu)形式又可分成：

① 浮頭式換熱器：這種換熱器的一端管板能自由伸縮，即所謂“浮頭”。他適用于管壁和殼壁溫差大，管束空間經(jīng)常清洗。但它的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工制造的費(fèi)用較高。

② U形管式換熱器：它只有一塊管板，因此管子在受熱或冷卻時(shí)，可以自由伸縮。這種換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但制造彎管的工作量較大，且由于管子需要有一定的彎曲半 徑，管板的利用率較差，管內(nèi)進(jìn)行機(jī)械清洗困難，拆換管子也不容易，因此要求通過(guò)管內(nèi)的流體是清潔的。熱阻主要來(lái)源于間壁兩側(cè)粘滯于傳熱面上的流體薄層(稱(chēng)為邊界層)，和換熱器使用中在壁兩側(cè)形成的污垢層，金屬壁的熱阻相對(duì)較小。這種換熱器可用于溫差變化大，高溫或高壓的場(chǎng)合。