管殼式換熱器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-10 10:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氣自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進(jìn)行換熱，熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然后依靠?jī)闪黧w本身的密度差得以及時(shí)分離。 蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經(jīng) 蓄熱室中的蓄熱體 (填料 )表面，從而進(jìn)行熱量交換的換熱器，如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。這類(lèi)換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收冷量為目的的同類(lèi)設(shè)備稱(chēng)蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。 間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開(kāi)，并通過(guò)間壁進(jìn)行熱量交換的換熱器，因此又稱(chēng)表面式換熱器，這類(lèi)換熱器應(yīng)用最廣。 按換熱器的結(jié)構(gòu)分類(lèi) 可分為：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、 U形管板換熱器、板式換熱器等。 市場(chǎng)規(guī)模及前景 2021 年換熱器行業(yè)規(guī)模突破 1000 億元， 2020 年實(shí)現(xiàn)由換熱器生產(chǎn)大國(guó)邁 入世界換熱器強(qiáng)國(guó)的行列的奮斗目標(biāo)，為加快振興我國(guó)裝備制造業(yè)做出貢獻(xiàn)。產(chǎn)品精度、性能、壽命和可靠性達(dá)到同期國(guó)外大公司同類(lèi)產(chǎn)品水平，重大裝備配套換熱器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化：設(shè) 第 4 頁(yè) 共 12 頁(yè) 計(jì)和制造技術(shù)達(dá)到同期圈外大公司水平，有一批核心技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；有 35 家擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和世界知名品牌、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)企業(yè)；行業(yè)生產(chǎn)和銷(xiāo)售總規(guī)模位居世界前列，有 23 家內(nèi)資控股企業(yè)進(jìn)入世界換熱器銷(xiāo)售額前 10 名；行業(yè)生產(chǎn)集中度達(dá)到 80 以上。這些都將為換熱器行業(yè)提供更加廣闊的發(fā)展空間。未來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量水平提出了更高的 要求，如環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品將是今后發(fā)展的重點(diǎn)；要求產(chǎn)品性?xún)r(jià)比提高；對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化、多樣化的需求趨勢(shì)強(qiáng)烈；逐漸注意品牌產(chǎn)品的選用。 2 管 殼 試換熱器設(shè)計(jì) 某廠(chǎng)用地下水冷凝 水蒸氣 ，允許壓強(qiáng)降不大于 ，每年按 330 天計(jì)，每天 24h連續(xù)進(jìn)行。熱水入口溫度 85℃ 、出口溫度 60℃ ，循環(huán)水入口溫度 25℃ 、出口溫度 50℃ ，處理能力為 105 t/a 設(shè)備工藝設(shè)計(jì)計(jì)算如下 兩流體均為無(wú)相變，本設(shè)計(jì)按非標(biāo)準(zhǔn)系列換熱器的一般設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。 確定設(shè)計(jì)方案 選定換熱器類(lèi)型 兩流 體溫度變化情況：熱流體入口溫度為 85℃ ，出口溫度為 60℃ ；冷卻水入口溫度為25℃ ，出口溫度為 50℃ 。 兩流體的定性溫度如下： 熱流體的定性溫度 Tm=(85+60)/2=℃ 循環(huán)水的定性溫度 tm=(50+25)/2=℃ 兩流體的溫差 Tmtm==35℃ （ 50℃ ） 由于兩流體溫差不大，且熱流體污垢較少故可選用固定管 殼 式換熱器。 選定流體流動(dòng)空間及流速 因循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，為便于污垢清洗故 選用 地下水 走管程， 水蒸氣 走殼程。同時(shí)選用 ? 25mm，管內(nèi)流速取 iu =。 確定物性數(shù)據(jù) 查化工原理附錄，兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。 第 5 頁(yè) 共 12 頁(yè) 物性 流體 定性溫度 /℃ 密度 /(kg/m3) 黏度 mPa?s 比熱容 kJ/(kg?℃ ) 熱導(dǎo)率 W/(m?℃ ) 水蒸氣 地下水 估算傳熱面積 計(jì)算熱負(fù)荷 按管間 水蒸氣 計(jì)算，即 hkgm 2 5 2 5 2 .5)24330( 351 ????? ??? )( 2111 TTCm pQ kw7 3 2 . 5 2 5 2 .5 3 ????? ）（ 計(jì)算冷卻水用量 忽略熱損失，則水的用量為 hkgs 25 253 . 1073 3 3 ????? ? ）（ 計(jì)算 并 流平均溫差 并 流溫差 ??，并mt ])2585(50)[(60ln )2585()5060( ?????℃ 初選總傳熱系數(shù) 查傳熱手冊(cè)，參照總傳熱系數(shù)的大致范圍，同時(shí)考慮到合成器壓力較高，故可選用較大的傳熱系數(shù)，現(xiàn)假設(shè) ?K 1250 ）（ ℃2?mW 。 估算總傳熱面積 ??? ，并mt39。 K QA 23 1073 ??? 考慮 %的面積裕度 A= 39。 ???A 第 6 頁(yè) 共 12 頁(yè) 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 管徑和管內(nèi)流速 前已選定，管徑為 ? 25mm，管內(nèi)流速為 iu =。 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) ns （根） 22 ????? udniisV 按單管程計(jì)算所需換熱管的長(zhǎng)度 L （米） 22 ????? dnosSL ? 按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，根據(jù)本題實(shí)際
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