管殼式換熱器的選用及校核計(jì)算
一、選用及設(shè)計(jì)原則
1.換熱器形式的選擇:
綜合考慮冷熱流體的溫差及殼程流體的性質(zhì)。
2.管子的規(guī)格及排列方式
規(guī)格:D19*2mm D25*2.5mm兩種。
長(zhǎng)度:1.5m/2m/3m/6m,其中3m和6m較多用
排列方式:正三角形排列,正方形直列,轉(zhuǎn)角正方形排列。
3.流體的流速
3.1流速增加,對(duì)流傳熱系數(shù)增加,污垢熱阻下降,總傳熱系數(shù)增加,傳熱面積A減少。
但流速增加,流動(dòng)阻力增加,動(dòng)力消耗增加。
3.2適宜的流速既要考慮經(jīng)濟(jì)權(quán)衡又要兼顧結(jié)構(gòu)上的要求,充分利用工藝上允許的壓強(qiáng)降來(lái)選擇較高的流速是換熱器設(shè)計(jì)的一條重要原則。
4.流程的選擇:
4.1不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程,管內(nèi)清洗方便。
4.2腐蝕性流體宜走管程,以免管束和殼體同時(shí)被腐蝕,管子便于清洗和檢修
4.3壓強(qiáng)高的流體宜走管程,以免殼程受壓,節(jié)省殼體金屬消耗量。
4.4飽和蒸汽宜走殼程,以便及時(shí)排除冷凝液,且蒸汽較潔凈,以免污染殼程。
4.5被冷卻的流體宜走殼程,便于散熱,增強(qiáng)冷卻效果。
4.6有毒流體宜走管程,以減少向環(huán)境泄漏的機(jī)會(huì)。
4.7粘度大的液體或流量小的流體宜走殼程,使其在較小的Re時(shí)達(dá)到湍流。
4.8若兩流體的溫差較大,對(duì)流傳熱系數(shù)大的流體宜走殼程,以減少管壁和殼壁的溫度差。
5.換熱器的終溫
5.1冷熱流體兩端的溫度由工藝條件規(guī)定。
5.2加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)出口溫度需由設(shè)計(jì)者確定。
5.3設(shè)計(jì)中,冷卻水兩端溫差可取5~10℃。
6.材料選用
6.1根據(jù)操作壓強(qiáng)、溫度及流體的腐蝕性等來(lái)選用。
6.2金屬材料:碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅和鋁。
6.3非金屬材料:石墨、PTFE、玻璃。
6.4不銹鋼和有色金屬材料抗腐蝕性能好,但價(jià)格相對(duì)較高。
7.管程和殼程數(shù)的確定:
為了提高管內(nèi)流速,可采用多管程。但是管程數(shù)過(guò)多,導(dǎo)致管程流動(dòng)阻力加大,增加動(dòng)力費(fèi)用;同時(shí)多程會(huì)使平均溫度差下降;此外多程隔板使管板上可利用的面積減少,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這些問(wèn)題。
列管式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)中管程數(shù)有1/2/4/6等四種,采用多程時(shí),通常使每程的管子數(shù)大致相等。
二、選用及設(shè)計(jì)步驟
1.計(jì)算并初選設(shè)備規(guī)格;
2.核算總傳熱系數(shù)K;
3.核算傳熱面積A;
4.計(jì)算管、殼程壓強(qiáng)降。