2022年管殼式換熱器方案要點(diǎn)

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1、個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)換熱器的設(shè)計(jì)過(guò)程包括計(jì)算換熱面積和選型兩個(gè)方面。有關(guān)換熱器的選型問(wèn)題，前面已經(jīng)講過(guò)了，下面主要介紹管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及如何分析計(jì)算結(jié)果、調(diào)整計(jì)算，而設(shè)計(jì)出滿足工藝需要的、傳熱效率高的換熱器。11.1 設(shè)計(jì)計(jì)算的基本模型及換熱器的性能參數(shù)換熱器的性能主要是通過(guò)下列公式來(lái)描述的。a.冷、熱兩流體間熱量平衡Qreq=(WCp Thot=(WCpTcoldW-流體質(zhì)量流量Cp-流體的比熱hot-熱流體cold-冷流體T-進(jìn)出口溫度差b.傳熱率方程Qact=(A(Tm(1/RR=(1/hio+(1/hoo+(Rfo+(RwoR-總熱阻A-傳熱面hi、ho

2、-分別為兩流體的傳熱膜系數(shù)Rf-兩流體的污垢熱阻精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 1 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用Rw-金屬壁面熱阻Tm-平均溫度差O-通常換熱計(jì)算以換熱管外表面為基準(zhǔn)c.傳熱率的估算QactQreqd.對(duì)壓力降的限制條件(Piact (Piallow(Poact(PoallowP-壓力降下標(biāo) i 表示管內(nèi)下標(biāo) o 表示管外11.2 換熱器的計(jì)算類(lèi)型換熱器的計(jì)算類(lèi)型常分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算兩大類(lèi)。換熱器計(jì)算一般需要三大類(lèi)數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)和物性數(shù)據(jù)，其中結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的選擇在換熱器中最為重要。在管殼式換熱器的設(shè)計(jì)中包含有一系列的選擇問(wèn)題，如殼體型式、管程數(shù)、管子類(lèi)型

3、、管長(zhǎng)、管子排列、折流板型式、冷熱流體流動(dòng)通道方式等方面的選擇。工藝數(shù)據(jù)包括冷、熱流體的流量、進(jìn)出口溫度、進(jìn)口壓力、允許壓降及污垢系數(shù)等。物性數(shù)據(jù)包括冷、熱流體在進(jìn)出口溫度下的密度、比熱容、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、表面張力。a.設(shè)計(jì)計(jì)算 Design設(shè)計(jì)計(jì)算就是通過(guò)給定的工藝條件，來(lái)確定一臺(tái)未知換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并使其結(jié)構(gòu)最優(yōu)、尺寸最小。對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)先確定下列基本的幾何參數(shù)：精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 2 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用管長(zhǎng)管間距流向角換熱管外徑及管壁厚b.校核計(jì)算 Rating校核計(jì)算就是評(píng)估一臺(tái)已知換熱器的傳熱性能，即通過(guò)校核設(shè)備的幾何尺寸來(lái)看其是否能滿足傳熱要求。

4、校核計(jì)算應(yīng)已知下列基本的幾何參數(shù)：管程數(shù)殼內(nèi)徑/管數(shù)折流板間距/折流板數(shù)管長(zhǎng)/管間距流向角管內(nèi)徑/管壁厚11.2.1設(shè)計(jì)元素的選取設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮下列的幾個(gè)基本設(shè)計(jì)元素：殼體型式：TEMAE，F(xiàn)，G，J，K，X。殼內(nèi)徑：通常最大為2M。換熱管幾何尺寸：光管、翅片管管徑(19mm,25.4mm等精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 3 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用管長(zhǎng)系列(3m,5m,6m,7.2m 等管子排列角：30，60，45，90管間距：1.25 1.50倍的管子外徑折流板型式：?jiǎn)螆A缺、雙圓缺、管窗內(nèi)不排管及為防止管子振動(dòng)而加的支承板。11.3 最終計(jì)算結(jié)果的分析目前，換熱器計(jì)算常

5、用的計(jì)算軟件為美國(guó)的HTRI 和英國(guó)的HTFS，這兩大軟件均為在國(guó)際上享有盛譽(yù)的傳熱設(shè)備專(zhuān)用計(jì)算軟件。當(dāng)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束后，如何根據(jù)實(shí)際的工況，來(lái)判斷計(jì)算結(jié)果是否滿足要求，出現(xiàn)問(wèn)題后如何解決，這對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)都是很重要的,在評(píng)價(jià)最終設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮并校核以下各項(xiàng)。11.3.1 總體設(shè)計(jì)尺寸細(xì)長(zhǎng)型的換熱器比短粗型要經(jīng)濟(jì)，通常情況下管長(zhǎng)和殼徑之比為5 10，但有時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，長(zhǎng)、徑之比可增到15 或 20，但不常見(jiàn)。對(duì)立式熱虹吸再沸器，要控制其長(zhǎng)、徑比在 3 10 之內(nèi)。11.3.2 熱阻大小首先根據(jù)流體的物系及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)推斷一下傳熱系數(shù)值是否合理，應(yīng)特別注意管內(nèi)雷諾數(shù)的大小。在層流流動(dòng)(管側(cè) Re2

6、000,殼側(cè) Re和過(guò)渡區(qū)流動(dòng)中，應(yīng)使用分段計(jì)算的方式(HTFS 程序無(wú)此功能，以確保傳熱系數(shù)值計(jì)算的正確。在評(píng)估計(jì)算結(jié)果的同時(shí)，應(yīng)考慮程序計(jì)算的精確度。如果熱阻在管側(cè)和殼側(cè)分布平衡，則該設(shè)計(jì)是好的，如果一側(cè)熱阻值過(guò)大，應(yīng)該分析原因，分析管、殼側(cè)冷、熱流體的分布是否合理，如果是由于某一側(cè)污垢系數(shù)過(guò)大而引起的，則可不必進(jìn)一步修改原設(shè)計(jì)。11.3.3 設(shè)計(jì)余量換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)余量值的大小取決于計(jì)算精度、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的操作控制等。例如：對(duì)冷卻水換熱器，當(dāng)水流速大于1.5m/s 時(shí)，沒(méi)必要給出過(guò)大的設(shè)計(jì)余量，過(guò)大的余精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 4 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用

7、量反而會(huì)造成水流速的降低。但對(duì)層流和過(guò)渡區(qū)流動(dòng)，由于計(jì)算精度不好，故需要給出較大的設(shè)計(jì)余量，通常需要在考慮了傳熱阻力值的大小和程序的計(jì)算精度后決定。對(duì)再沸騰器，過(guò)大的設(shè)計(jì)余量反而是無(wú)益的，特別是在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)初期，會(huì)發(fā)生如控制困難等操作問(wèn)題。另外，有些設(shè)計(jì)計(jì)算，為了滿足允許壓降值的限制，可能會(huì)造成設(shè)計(jì)余量較大，此時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定計(jì)算結(jié)果是否正確或?qū)υ试S壓降值的大小作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。11.3.4 壓降的利用和分布允許壓降必須盡可能加以利用，如果計(jì)算壓降與允許壓降有實(shí)質(zhì)差別，則必須嘗試改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)。在校核了計(jì)算所得壓降值是否小于允許值之后，應(yīng)對(duì)壓降的分布作進(jìn)一步的校核，這其中包括有進(jìn)、出口接管處壓降

8、、錯(cuò)流和管窗流的壓降,壓力降必須大部分分布在換熱率高的地方，如橫掠管束的錯(cuò)流流動(dòng)處；如果在接管或管窗處的壓降占總壓降的比例較大，應(yīng)考慮增大接管尺寸及折流板間距。一般對(duì)進(jìn)、出口接管的壓降希望控制在總壓降的30左右。特別對(duì)有軸向接管的換熱器，接管部分的壓降最好控制在總壓降的30以下，否則會(huì)造成管子進(jìn)口處的偏流。為防止物流對(duì)殼程入口處的管子進(jìn)行沖擊，引起振動(dòng)和腐蝕，一般均在換熱器殼程進(jìn)口處設(shè)置防沖板或分布器，在計(jì)算壓降時(shí)要有所考慮。另一個(gè)必須記住的事實(shí)是，允許壓降是人為給定的，所以，如果在設(shè)計(jì)中允許壓降得到了充分利用，而增加一點(diǎn)壓降會(huì)增加很大的經(jīng)濟(jì)性，則應(yīng)再行設(shè)計(jì)并考慮增加允許壓降的可能性。11.3

9、.5 流速需校核管子進(jìn)出口處、殼側(cè)進(jìn)口處和接管內(nèi)的流速。一般來(lái)說(shuō)流體流速在允許壓降范圍內(nèi)應(yīng)盡量選高一些，以便獲得較大的換熱系數(shù)和較小污垢沉積，但流速過(guò)大會(huì)造成腐蝕并發(fā)生管子振動(dòng)，而流速過(guò)小則管內(nèi)易結(jié)垢。對(duì)冷卻水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可參考下表中推薦的值(碳鋼管。最 小 流 速最 大 流 速推 薦 值管側(cè)1.0 m/s3.0 m/s 大于 1.5m/s殼側(cè)0.5 m/s1.5 m/s0.7 1.0m/s如果冷卻水的流速低于上表中的最小流速，最好征得工藝工程師的同意增大允許壓降或變化冷卻水的流率。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 5 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用對(duì)冷卻水以外的單相和兩相流用

10、v2值判斷。對(duì)殼側(cè)進(jìn)口流速，按TEMA規(guī)定 v2值不能超過(guò) 5950 Kg/MS2(碳鋼管。對(duì)管窗內(nèi)不排管換熱器，管窗流速應(yīng)為錯(cuò)流速度的2 2.5倍，氣體和蒸汽的流速可在8 30m/s 之間。11.3.6 殼側(cè)流路分析HTRI 程序在計(jì)算結(jié)果中對(duì)殼側(cè)各流路給出了較詳細(xì)的分析，可以參考下表中給A,B,C,E,F流的推薦值。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 6 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用流路 A 折流板管孔和管子之間的泄漏流路；流路 B 錯(cuò)流流路；流路 C 管束外圍和殼內(nèi)壁之間的旁流流路；流路 E 折流板與殼內(nèi)壁之間的泄漏流路；流路 F管程分程隔板處的中間穿流流路。流路名稱(chēng)Flow

11、FractionB錯(cuò)流0.6(湍流，Re3000.4(層流，Re300B流路對(duì)傳熱有利，其值應(yīng)盡量大。CF旁流0.1C，F(xiàn)值最好不超過(guò) 0.1,為滿足這一條件，可使用密封裝置。對(duì)浮頭式或小殼徑殼體的換熱器，如果C值較大，應(yīng)使用密封裝置。對(duì)U型管或管程數(shù)較多的換熱器，通常F值會(huì)較大，應(yīng)考慮在管程分程隔板處使用密封裝置(如密封墊或密封桿 或改變管子排列方式和折流板圓缺位置。A泄漏流0.15應(yīng)盡量減少泄漏，但當(dāng)污垢系數(shù)超過(guò)0.0008m2hC/kcal時(shí)，由于污垢可能會(huì)將管子和折流板管孔之間的間隙堵塞，因此，A值較大也無(wú)妨，但此時(shí)對(duì)殼側(cè)壓力損失應(yīng)留有余量，最好計(jì)算一下。一但間隙被堵塞，殼側(cè)壓降為多大

12、。E泄漏流0.05E值會(huì)造成溫度剖面的變形，如果E值大于 0.15,可使用雙圓缺折流板。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 7 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用最大限度地加大Bstream(錯(cuò)流，減少泄漏流，而事實(shí)上漏流不可能也不必要被全部阻止，因?yàn)榘惭b換熱器時(shí)總需要有間隙。11.3.7對(duì)折流板的設(shè)計(jì)分析單圓缺和雙圓缺折流板為管殼式換熱器中常用的折流板型式，換熱器中折流板的布置對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算有很大影響，一般從下面幾各方面來(lái)檢查原設(shè)計(jì)是否合理。a.從流體流動(dòng)、傳熱和污垢系數(shù)等方面考慮，最好將折流板的圓缺高度控制在殼體直徑的20 30，而板間距則控制在殼體直徑30 50 之間,并不應(yīng)小于 50m

13、m。b.避免大圓缺小間距或小圓缺大間距的設(shè)計(jì)。應(yīng)優(yōu)化選取折流板圓缺的大小和板間距大小，通常值(折流板圓缺修正系數(shù)最好在 0.9 0.92之間。c.除了管窗內(nèi)不排管以外，流體的錯(cuò)流速度和在管窗內(nèi)的流動(dòng)速度不應(yīng)相差太大，流體在 Xflow 和 Window 內(nèi)的速度大并且越接近越好。d.如果殼側(cè)壓降受到允許壓降的限制，考慮使用雙圓缺折流板，若還是不行，考慮變化殼體型式，選用TEMA 的 J、G、H、X型殼體。11.3.8 有效平均溫差在 HTRI 程序中是這樣描述有效平均溫差的:EffectiveMTD=(LMTD(F(DELTA其中：LMTD 為對(duì)數(shù)平均溫差F(TUBE(BAFFLES(F/G(

14、HOT/COLDTUBE:即 Ft，是對(duì)管側(cè)多管程流動(dòng)的修正系數(shù)。通常設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)保證Ft 大于 0.8。當(dāng) Ft 小于 0.8 時(shí),換熱器的經(jīng)濟(jì)效益是不合理的，此時(shí)應(yīng)另選其它流動(dòng)型式，以提高Ft 值。如：增加管程數(shù)或殼程數(shù)，或著用幾臺(tái)換熱器串聯(lián)，必要時(shí)亦可調(diào)整溫度條件。但在特殊情況下，如溫度有0.5 1.0 C交叉時(shí)，F(xiàn)t0.75,也能接受。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 8 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用BAFFLE:即折流板數(shù)修正系數(shù)。當(dāng)折流板數(shù)較少時(shí)，殼側(cè)流體的混合流動(dòng)性能較低，故需進(jìn)行修正。通常此值等于1.0。DELTA:溫度變形系數(shù)。這個(gè)系數(shù)是用來(lái)計(jì)算E流對(duì)溫度差的影響

15、大小的。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)希望 A 0.8,若A 0.8,應(yīng)考慮采用E流路小的折流板型式，也可增加換熱器的串聯(lián)數(shù)。HOT/COLD：是對(duì)由于物性參數(shù)變化而造成的總傳熱系數(shù)變化的修正，通常為0.981.0。F/G：在 TEMAF 型殼體和G型殼體中，有一縱向橫隔板，F(xiàn)/G 就是對(duì)通過(guò)此板的熱量泄漏的修正。如果F/G 0.95,考慮使用保溫板或增加殼程串聯(lián)數(shù)。11.3.9 總傳熱系數(shù)首先從流體的相態(tài)、物性和以往經(jīng)驗(yàn)上來(lái)分析計(jì)算結(jié)果是否合理。另外，污垢系數(shù)的選取對(duì)傳熱系數(shù)也有很大的影響，對(duì)計(jì)算結(jié)果應(yīng)綜合分析，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)評(píng)定。11.3.10 管子振動(dòng)換熱管的管束屬于彈性體，被流過(guò)的流體擾動(dòng)，離開(kāi)其平衡位

16、置，管子產(chǎn)生振動(dòng)。在殼側(cè)，拉桿和隔板也有振動(dòng)的傾向，但這些部件的剛性比管子大，所以不容易被激起振動(dòng)。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束后為保證換熱器的穩(wěn)定操作，應(yīng)校核計(jì)算結(jié)果中的有關(guān)管振動(dòng)各項(xiàng)數(shù)值，如：臨界 流 動(dòng) 速 度(criticalvelocity、渦 流 脫 落(vortexshedding、湍 流 抖 振(turbulentbuffeting、聲音共振(acousticresonance和振幅等。通常當(dāng)折流板間距(包括進(jìn)、出口處 超過(guò) 400mm 時(shí)，有可能發(fā)生管子振動(dòng)。當(dāng)殼側(cè)物流為液體時(shí)，需仔細(xì)檢查臨界流動(dòng)速度及渦流脫落頻率值的大?。欢?dāng)殼側(cè)物流是氣體時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查臨界流動(dòng)速度、渦流脫落、湍流抖振、聲

17、音共振和振幅等值是否滿足無(wú)振動(dòng)的要求。如果因?yàn)樵谶M(jìn)、出口處的折流板間距過(guò)大而造成了振動(dòng)，可通過(guò)在接管口下增加支撐板來(lái)避免。另外為避免振動(dòng)的發(fā)生，折流板間距應(yīng)小于TEMA 最大不支撐長(zhǎng)度的80。11.4 如何調(diào)整設(shè)計(jì)方案，得到最佳計(jì)算結(jié)果精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 9 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用通常情況下，象溫度、壓降和傳熱系數(shù)等設(shè)計(jì)計(jì)算控制要素很少彼此較好地相配合，經(jīng)常是某一設(shè)計(jì)要素為設(shè)計(jì)計(jì)算的控制因素，由于一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)變更能帶來(lái)設(shè)備尺寸的減小，因此找出控制因素能盡快有效的幫你解決問(wèn)題。11.4.1傳熱系數(shù)為控制因素時(shí)總傳熱阻力的大小主要是由殼側(cè)、管側(cè)、污垢和管子的金屬阻

18、力來(lái)決定的，為了提高總傳熱系數(shù)的大小，應(yīng)分析是哪一側(cè)的傳熱系數(shù)影響了它，采用何種方法，可以提高傳熱系數(shù)值。a.提高殼側(cè)傳熱系數(shù)的方法使用低翅管減小換熱管外徑和管間距提高 B流速度(可使用密封設(shè)備或減小殼體和折流板之間的間距選用 F 型或 G型殼體b.提高管側(cè)傳熱系數(shù)的方法減小管外徑增加管長(zhǎng)變換流動(dòng)分布，管側(cè)流動(dòng)改為殼側(cè)流動(dòng)11.4.2 壓力降為控制因素時(shí)a.可通過(guò)下述方法來(lái)減小殼側(cè)壓力降使用雙圓缺折流板或管窗內(nèi)不排管選用 TEMA J型殼體精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 10 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用增加管間距改變流向角，可選用45或 90b.可通過(guò)下述方法來(lái)減小管側(cè)壓力降增

19、大管子外徑減小管長(zhǎng)11.4.3 溫差推動(dòng)力為限制因素時(shí)為提高溫差推動(dòng)力，最好選用純逆流型設(shè)備。增加殼程數(shù)減小 E流的大小11.4.4設(shè)計(jì)中預(yù)料到振動(dòng)時(shí)應(yīng)采取什么措施應(yīng)采取以下措施中的一種或多種，以降低擾動(dòng)頻率或增加自然頻率。1減小管子跨距長(zhǎng)度：這可以增加自然頻率同時(shí)也使錯(cuò)流速度增加。2減小殼側(cè)流體速度：可以用減小流量和改變管距或流向角的方法達(dá)到這個(gè)目的，結(jié)果是使擾動(dòng)頻率降低。3改變折流板型式：折流板窗中無(wú)管的設(shè)計(jì)，使所有的管子都受到支撐，因此，將折流板改變成這種形式，可以減少最長(zhǎng)跨距的管子，因而可以增加自然頻率。4降低殼體入口流速：如果對(duì)進(jìn)口區(qū)域的可靠性有疑問(wèn)，應(yīng)使用較大的進(jìn)口管直徑、防沖板，

20、并環(huán)繞殼體安裝一個(gè)擋板，以便提供較大的進(jìn)口面積，這樣可以減少干擾頻率。5增加折流板厚度。6將管與折流板孔之間的間隙減至最小。7折流板材料不應(yīng)比管子材料硬。8使用厚壁管并使管子緊固。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 11 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用9如果預(yù)計(jì)有聲學(xué)振動(dòng)，則可采用解諧隔板。10堵塞所有旁路流和流程分隔漏流，因?yàn)檫@些地方流速高(由于流動(dòng)阻力，可能局部損壞管子。在上面1 3項(xiàng)中，換熱器的熱力性能和壓降都必須重新計(jì)算。第4 9項(xiàng)不明顯影響換熱器的熱力性質(zhì)。第5 8項(xiàng)增加了自然頻率。第10項(xiàng)可以加強(qiáng)熱力性能。板式換熱器與套管換熱器的簡(jiǎn)單區(qū)別(1板式換熱器屬于高效換熱設(shè)備。在實(shí)

21、際應(yīng)用中有兩種，一種是旋壓法制造的傘板式換熱器，另一種是沖壓法制造的平板換熱器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：板式換熱器體積小、占地面積少。板式換熱器占地面積為同樣換熱能力的列管換熱器的30%左右，若與淋灑式的排管冷卻器相比就更優(yōu)越。板式換熱器傳熱效率高。板式換熱器能使兩種熱交換流體處于較低的流速下，增強(qiáng)擾動(dòng)，激起湍流，從而強(qiáng)化傳熱，傳熱系數(shù)值K 可達(dá)16720J/m2?h?）套管式換熱器是為中小型冷水熱泵）機(jī)組設(shè)計(jì)制造的專(zhuān)用產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于水環(huán)熱泵機(jī)組，水源冷水熱泵）機(jī)組，空氣源冷水熱泵）機(jī)組，地源冷水熱泵）機(jī)組等制冷設(shè)備。套管式換熱器結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化整合，使結(jié)構(gòu)更合理，性能更穩(wěn)定。與套穿其內(nèi)銅管管束一起彎制

22、成層疊螺旋形狀的套管主體，并以鋼制的固定支架與套管式主體焊接鞏固成型，套管兩端各自導(dǎo)出制冷劑和冷卻水連接套路壓縮機(jī)的用途及分類(lèi)一、定義：壓縮機(jī)是用來(lái)提高氣體壓力和輸送氣體的機(jī)械。二、主要用途：動(dòng)力用壓縮機(jī):壓縮氣體驅(qū)動(dòng)各種風(fēng)動(dòng)機(jī)械，如：氣動(dòng)扳手、風(fēng)鎬。控制儀表和自動(dòng)化裝置。交通方面：汽車(chē)門(mén)的開(kāi)啟。食品和醫(yī)藥工業(yè)中用高壓氣體攪拌漿液。1、紡織業(yè)中，如噴氣織機(jī)。氣體輸送用壓縮機(jī)管道輸送-為了克服氣體在管道中流動(dòng)過(guò)程中，管道對(duì)氣體產(chǎn)生的阻力。瓶裝輸送-縮小氣體的體積，使有限的容積輸送較多的氣體。制冷和氣體分離用壓縮機(jī)如氟里昂制冷、空氣分離。石油、化工用壓縮機(jī)用于氣體的合成和聚合，如：氨的合成。潤(rùn)滑油

23、的加氫精制。三、壓縮機(jī)的分類(lèi)按作用原理分：容積式和速度式透平式）按壓送的介質(zhì)分類(lèi)：空氣壓縮機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、氫氣壓縮機(jī)等按排氣壓力分類(lèi)：低壓0.3-1.0MPa）中壓精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 12 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用1.0-10MPa）高壓 10-100MPa）超高壓 100MPa）按結(jié)構(gòu)型式分類(lèi)：壓縮機(jī)-容積式、速度式。容積式-回轉(zhuǎn)式 包括螺桿式、滑片式、羅茨式）、往復(fù)式通常只在美國(guó)可以得到。但是6m長(zhǎng)的換熱管則是很普遍的。無(wú)相變換熱時(shí)，管子較長(zhǎng)則傳熱系數(shù)也增加，在相同傳熱面時(shí)，采用長(zhǎng)管較好，一是可減少管程數(shù)，二是可減少壓力降，三是每平方M 傳熱面的比

24、價(jià)低。但是管子過(guò)長(zhǎng)給制造帶來(lái)困難，因此，一般選用4 6m 的換熱管。對(duì)于大面積、或無(wú)相變的換熱器可以選用 8 9m 的管長(zhǎng)。在冷凝器中選用長(zhǎng)管子的一個(gè)缺點(diǎn)是會(huì)增大設(shè)備放置平臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)，增加費(fèi)用。另外，長(zhǎng)管束也需要有較大的管子抽出空間，因此需要增加設(shè)備的占地面積。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 13 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用 1.3 管徑和壁厚管徑愈小換熱器愈緊湊、愈便宜。但是管徑愈小換熱器的壓降將增加，為了滿足允許的壓降，一般推薦選用19mm的管子。對(duì)于易結(jié)垢的物料，為了清洗方便，采用外徑為25mm的管子。對(duì)于有氣液兩相流的工藝物流，一般選用較大的管徑，例如再沸器、鍋爐，多采

25、用32mm的管徑，直接火加熱時(shí)多采用76mm 的管徑。常用國(guó)內(nèi)換熱管的規(guī)格見(jiàn)表101。表 10 1 常用國(guó)內(nèi)換熱管的規(guī)格材料鋼管標(biāo)準(zhǔn)外徑 x 厚度 mm10 x 1.514 x 219 x 225 x 2碳鋼GB8163-8725 x 2.532 x 338 x 345 x 357 x 3.510 x 1.514 x 219 x 2不銹鋼GB2270-8025 x 232 x 238 x 2.545 x 2.557 x 2.5 2 折流板的選取折流板可以改變殼程流體的方向，使其垂直于管束流動(dòng)，增加流體速度，以增強(qiáng)傳熱；同時(shí)起支撐管束、防止管束振動(dòng)和管子彎曲的作用。2.1 折流板型式精選學(xué)習(xí)資料

26、 -名師歸納總結(jié)-第 14 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用折流板的型式有圓缺形、環(huán)盤(pán)形和孔流性等。通常為圓缺形折流板，并可分為單圓缺形、雙圓缺形和三圓缺形。在要求壓降小的情況下，也可選用環(huán)盤(pán)形折流板，但傳熱較差，應(yīng)用較少?？琢餍握哿靼迨沽黧w穿過(guò)折流板孔和管子之間的縫隙流動(dòng)，壓降大，僅適用于清潔流體，應(yīng)用更少。2.2折流桿折流桿換熱器是由許多折流桿在不同位置支撐管子的結(jié)構(gòu)。桿子之間用圓環(huán)相連，四個(gè)圓環(huán)組成一組，因而能牢固地將管自支撐住，有效地防止管束的振動(dòng)。同時(shí)又起到了強(qiáng)化傳熱、防止污垢沉積和減小阻力的作用，其應(yīng)用正在不斷增加。2.3 折流板圓缺位置水平放置的折流板適用于無(wú)相變的對(duì)流傳

27、熱，防止殼程流體平行于管束流動(dòng)，減少殼程底部液體沉積。而在帶有懸浮物或結(jié)垢嚴(yán)重的流體所使用的臥式冷凝器、換熱器中，一般采用垂直型折流板。2.4折流板圓缺高度單圓缺型折流板的開(kāi)口高度為直徑的10 45，雙圓缺型折流板的開(kāi)口高度為直徑的15 25。2.5 折流板間距折流板的間距影響到殼程物流的流向和流速，從而影響到傳熱效率。最小的折流板間距為殼體直徑的1/5 并大于50mm。然而，對(duì)特殊的設(shè)計(jì)考慮可以取較小的間距。由于折流板有支撐管子的作用，所以，通常最大折流板間距為殼體直徑的1/2 并不大于TEMA 規(guī)定的最大無(wú)支撐直管跨距的0.8 倍。3 防旁流設(shè)施 3.1 密封條密封條也稱(chēng)旁路擋板，主要防止

28、物流由殼體和管束之間的旁流。密封條沿著殼體嵌入到已銑好的凹槽的折流板內(nèi)，它一般是成對(duì)設(shè)置的，數(shù)量推薦如下：公稱(chēng)直徑 DN 500mm 時(shí)，一對(duì)擋板；精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 15 頁(yè)，共 16 頁(yè)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用500mmDN1000mm時(shí)，兩對(duì)擋板；DN 1000mm 時(shí)，三對(duì)擋板固定管板式和U 型管式換熱器不必使用密封條，因?yàn)檫@些設(shè)備殼體于OTL的間隙不大。在有相變發(fā)生的設(shè)備中，即使間隙很大也不使用密封條，因?yàn)槊芊鈼l會(huì)影響汽相和液相的分離，而且再沸器與冷凝器等設(shè)備的性能主要不是由錯(cuò)流流動(dòng)決定的。3.2 盲管可防止中等或大型換熱器殼程中部物流的旁流，設(shè)置于分程隔板槽背面兩管板之間，一般與換熱管的規(guī)格相同，可于折流板點(diǎn)焊固定，也可用拉桿2230kg/m2.s,腐蝕性液體 2740 kg/m2.s，且進(jìn)入的物流為氣體和飽和水蒸汽或者為氣液混和物時(shí)，這些物流將對(duì)入口處的管子進(jìn)行沖擊，引起振動(dòng)和腐蝕。為了保護(hù)這部分管子應(yīng)設(shè)置緩沖擋板。精選學(xué)習(xí)資料 -名師歸納總結(jié)-第 16 頁(yè)，共 16 頁(yè)