管壳式换热器的设计要点

点击次数:   更新时间:20/06/20 08:51:06     来源:www.ytsanreqi.com关闭分    享:
  管壳式换热器是一种传统的标准换热设备,它具有制造方便、选材面广、适应性强、处理量大、清洗方便、运行可靠、能承受高温、高压等优点,在许多工业部门中大量使用。本文将对管壳式换热器的设计要点做系统的介绍。
  管壳式换热器的设计是通过计算,确定经济合理的传热面积及换热器的其它有关尺寸,以完成生产中所要求的传热任务。
  一、设计的基本原则
  1、流体流径的选择流体流径的选择是指在管程和壳程各走哪一种流体,此问题受多方面因素的制约,下面以固定管板式换热器为例,介绍一些选择的原则。
  (1)不洁净和易结垢的流体宜走管程,因为管程清洗比较方便。
  (2)腐蚀性的流体宜走管程,以免管子和壳体同时被腐蚀,且管程便于检修与更换。
  (3)压力高的流体宜走管程,以免壳体受压,可节省壳体金属消耗量。
  (4)被冷却的流体宜走壳程,可利用壳体对外的散热作用,增强冷却效果。
  (5)饱和蒸汽宜走壳程,以便于及时排除冷凝液,且蒸汽较洁净,一般不需清洗。
  (6)有毒易污染的流体宜走管程,以减少泄漏量。
  (7)流量小或粘度大的流体宜走壳程,因流体在有折流挡板的壳程中流动,由于流速和流向的不断改变,在低Re(Re>100)下即可达到湍流,以提高传热系数。
  (8)若两流体温差较大,宜使对流传热系数大的流体走壳程,因壁面温度与α大的流体接近,以减小管壁与壳壁的温差,减小温差应力。
  在选择流体的流径时,须根据具体的情况,抓住主要矛盾进行确定。
  2、流体流速的选择流体流速的选择涉及到传热系数、流动阻力及换热器结构等方面。增大流速,可加大对流传热系数,减少污垢的形成,使总传热系数增大;但同时使流动阻力加大,动力消耗增多;选择高流速,使管子的数目减小,对一定换热面积,不得不采用较长的管子或增加程数,管子太长不利于清洗,单程变为多程使平均传热温差下降。因此,一般需通过多方面权衡选择适宜的流速。选择流速时,应尽可能避免在层流下流动。
  管壳式换热器的优化设计,在设计过程中从换热面积的优化,换热温差的优化等方面入手,结合所用材料的特性进行优化。作为一个广泛应用的换热器,管壳式换热器在实际的应用运行过程中,还可以进行运行过程的优化。运行的优化在工业生产中有十分重要的作用。
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