【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 徑：輸入管外徑。對(duì)于低翅片管，輸入光滑端管子 的外徑。下拉鍵中列出了標(biāo)準(zhǔn)管徑，可以從中選取。 19mm 的管子應(yīng)用：水走管側(cè)的冷卻器、較小傳熱面積的換熱器、管側(cè)污垢熱阻小于 ℃ /Kcal。對(duì)于易結(jié)垢的物料，采用 25mm 的管子，或者管側(cè)再沸，或者管側(cè)污垢熱阻大于等于℃ /Kcal；對(duì)于有氣液兩相流的物料，要選用較大的管徑，如再沸器、鍋爐等多采用 32mm的管子；對(duì)于直接火加熱的采用 76mm的管徑。 ? Tubepasses管程：指定換熱器的管程，當(dāng)換熱器的換熱面積較大而管子又不能很長(zhǎng)時(shí)，為了提高流體在館內(nèi)的流速，須將管子分 程。 IST允許的值有 1 1 16，最常用的是 1， 2 和 4。程數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致管程流動(dòng)阻力加大，動(dòng)力能耗增大，同時(shí)多程會(huì)使平均溫差下降，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)權(quán)衡考慮。管程數(shù) Np 可按下式計(jì)算：39。p uuN＝； u管程內(nèi)流體的適宜速度 (m/s)； 39。u 管程內(nèi)流體的實(shí)際速度 (m/s)。然后再根據(jù)管側(cè)的流速及壓降進(jìn)行調(diào)整。 ? Tubecount管子數(shù)：指定換熱器管子數(shù)。對(duì) U 型管來(lái)說(shuō)，管子數(shù)指的是管板上的管孔數(shù)。先參考 Design mode下 run出的數(shù)值填入 (將計(jì)算數(shù)值打九折后取偶數(shù)根 )，然后再根據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。 ? 管束的最大可移動(dòng)重量為 20噸。 管殼式換熱器中常用的流速范圍 流體的種類(lèi) 一般流體 易結(jié)垢流體 氣體 流速 m/s 管程 ～ ~30 殼程 ～ ~15 水的流速表 (管內(nèi) ) 類(lèi)別 管材 最低流速 (m/s) 最高流速 (m/s) 適宜流速 (m/s) 凝結(jié)水 鋼管 ～ ~ 河水 (干凈的 ) 鋼管 ～ 循環(huán) 水 (處理 鋼管 ～ HTRI Xchanger Suite 12 的 ) 海水 含銅鎳的管 ～ 海水 鋁銅管 ～ 不同黏度流體的常用流速 黏度 /cP 1500 1500~500 500~100 100~35 35~1 1 Vmax/m/s ? Length管長(zhǎng)：系列標(biāo)準(zhǔn)鋼管長(zhǎng)度有： 、 、 、 、 、 、 、 、 9和12m。 TEMA標(biāo)準(zhǔn)管長(zhǎng)： 9 1 14 19 240inch(243 304 365 4976096mm)。對(duì)于管子無(wú)支撐跨距超過(guò)上述規(guī)定值的 倍時(shí)，應(yīng)在管束間設(shè)置支持板。對(duì) U 型管來(lái)說(shuō)，管長(zhǎng)指的是管口到 U 型彎曲部分的切線之間的距離，它包括了所有管板的厚度。另外， 管長(zhǎng) L和殼內(nèi)徑 ID的比例應(yīng)適當(dāng)，一般 L/ID＝ 4～ 6。無(wú)相變換熱時(shí)，管子長(zhǎng)，傳熱系數(shù)增加，管程數(shù)少，壓降低；但是過(guò)長(zhǎng)會(huì)給制造帶來(lái)麻煩，首選 3048mm和 6096mm。 ? 換熱管直徑與管間距的選擇： 管外徑 d 0/mm 10 14 16 19 25 32 38 管中心間距 (pitch)/mm 14 19 22 25 32 40 48 Pitch Ratop 注 ： 16mm應(yīng)用于進(jìn)出料換熱器，操作介質(zhì)較干凈，目前使用較少； 19mm的管子應(yīng)用于以下情況： (a)管側(cè)流體的污垢系數(shù) ≤ / W； (b)水做冷卻介質(zhì)走管內(nèi)； (c)污垢沒(méi)有嚴(yán)格要求。 25mm的管適用于以下情況： (a) 管側(cè)流體的污垢系數(shù) ≥ / W； (b) 出于工藝設(shè)計(jì)考慮，如換熱器的允許壓降較小時(shí)。 32mm和 38mm 的管子只是出于工藝設(shè)計(jì)考慮，如換 熱器的允許壓降較小時(shí)。 32mm和 38mm的管子只是出于工藝考慮，如換熱器的允許壓降較小時(shí)，目前使用較少。 Tube若無(wú)給定數(shù)值，則一般首選長(zhǎng) 6m或 3m，管外徑 19mm，壁厚 ，排列方式選 30度。 ? Rigorous Tubecount：指定嚴(yán)格管數(shù)計(jì)算方法，如果你勾選了此項(xiàng)， IST就會(huì)應(yīng)用此方法計(jì)算， 在 “Design”時(shí)一定要勾選此項(xiàng)！ 1. “Rigorous method”給出管束中每一根管的位置； 2. “Rigorous method”評(píng)估管束中處于交叉位置的管子 的數(shù)量，如果你選擇了此方法，那么管子排列圖片就不再可用。 HTRI Xchanger Suite 13 ? Tube thermal conductivity：指定管材料的熱傳導(dǎo)性。當(dāng)你的管材不在 IST提供的材料庫(kù)中時(shí)，就需要輸入此值。 ? Taper angle錐形度：只應(yīng)用在管側(cè)逆流冷凝模擬中，設(shè)置管子底部的錐度。這一角度水平測(cè)量，其值范圍 0～ 75。 ? Tubepass Arrangement panel：換熱器管束中管程的設(shè)置和通路的寬度設(shè)置。在此面板中，出現(xiàn)對(duì)稱(chēng)排列開(kāi)關(guān)。 ? Number of parallel passlanes：設(shè)定平行于交叉流的管通 路的數(shù)量。對(duì)無(wú)折流板換熱器，這里設(shè)置： 1. 水平殼程：垂直管通路的數(shù)量 2. 垂直殼程：平行于殼側(cè)管入口中心線的管通路的數(shù)量。 － Baffles Geometry： 指定折流板的幾何形狀，定義其尺寸、類(lèi)型、間距和其他一些設(shè)計(jì)參數(shù)，最重要的參數(shù)就是 Baffle Spacing 和 Baffle Cut。除了 K 型殼程和 X型殼程外，其余所有的殼程類(lèi)型都可以使用折流板。對(duì)核算和模擬來(lái)說(shuō)，你必須輸入任何一個(gè)殼程交叉路數(shù)或者中心間隔；其他數(shù)據(jù)可用默認(rèn)值或由 IST計(jì)算。折流板類(lèi)型 (Type)如下： ? Singlesegmental：最常 用的折流板類(lèi)型，能最有效的把壓降轉(zhuǎn)移到熱交換中。 ? Doublesegmental：當(dāng)你利用單折流板無(wú)法滿(mǎn)足壓降限制時(shí)，就可以使用雙折流板方式。 ? Segmental/NTIW： Notubesinwindow（ NTIW，弓形區(qū)不排管），即弓形缺口區(qū)（折流板窗口區(qū)）不布管，可保證所有管子都得到全部折流板的支承，一般用在當(dāng)管振動(dòng)破壞需要考慮時(shí)。它具備以下特點(diǎn)： a 壓降只有單弓形折流板的 1/3左右； b 殼程流動(dòng)均勻且類(lèi)似理想管束、傳熱系數(shù)高、不易結(jié)垢； c 窗口區(qū)壓降很小、旁路及泄流量??； d 弓形缺口區(qū)不排的管子大約 15%~25% ，可采用較小弓形缺口、提高殼程流速或適當(dāng)調(diào)大殼徑以便維持相同數(shù)量管子。 ? None：無(wú)折流板 Cut orientation：切割定位，設(shè)置有以下幾種： － Program sets： default。 IST根據(jù)工藝條件、關(guān)口位置等設(shè)定， Design時(shí)通常選擇此項(xiàng)。 － Perpendicular(垂直 )：當(dāng)殼側(cè)是沸騰流體時(shí)，考慮水平切割（管入口在上部的垂直切割）折流板或者垂直定向；在重力控制流體的流動(dòng)時(shí)，垂直切割（管入口在上部的水平切割）折流板會(huì)引起相分離。 HTRI Xchanger Suite 14 － Parallel（水平）：如果折流板切割方向與管口中心線平行，折流板間隔的入口和出口就產(chǎn)生旁路，這樣就降低了設(shè)備的性能。 Cut：對(duì)大多數(shù)模擬， IST 會(huì)確定折流板切割方向，使得熱傳遞和壓降達(dá)到最優(yōu)化，一般20％ ~49%殼徑， 20%最佳（相同膜傳熱系數(shù)下壓降最小），切口太大會(huì)形成滯流區(qū)，切口太小壓降太大。 水平切口： （ 1）少于 4管程的 U型管換熱器； （ 2）殼側(cè)是單相流體，且污垢系數(shù)不大于 ?h?℃ /kcal； (3) 所有豎直 安裝的換熱器。 豎直切口： （ 1）兩相流流體或 “F”型換熱器； （ 2）除水平切口所要求的換熱器外，均為豎直切口。 Crosspasses：你必須至少輸入折流板數(shù)或主要的折流板間隔中的一個(gè)數(shù)值。如果你兩個(gè)都輸入，并且你的數(shù)值與管長(zhǎng)不一致的話(huà)， IST就改變折流板數(shù)但保留主要的折流板間隔數(shù)值。這個(gè)數(shù)值對(duì)計(jì)算的換熱量和壓降都產(chǎn)生影響。小的折流板間隔一般會(huì)增大流速和熱傳遞系數(shù)，但它會(huì)增大壓降并會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管的振動(dòng)。折流板主要間距低于 80％的TEMA 最大間 距可避免換熱管振動(dòng)的問(wèn)題。較好的模擬點(diǎn)是折流板間距是殼內(nèi)徑的40％。 Window area：窗口區(qū)域占整個(gè)區(qū)域（ total window area area of tubes in window）的百分比。如果你： 輸入這個(gè)數(shù)值 →IST 計(jì)算折流板切割高度；在折流板輸入面板上指定折流板切割 →IST忽略此區(qū)域的值； 輸入的值超過(guò)最大值 →IST 忽略此值并設(shè)置折流板切割的最佳值。 Spacing影響殼程物流的流向和流速，范圍 1/5D~1D， 40~50%D最佳，最小間距為殼程內(nèi)徑的 20％，且不要小于 50mm，一般 取值為殼內(nèi)徑的 30％－ 45％。通常不是首選填寫(xiě)項(xiàng)，如需填寫(xiě)，則先參考 Design mode下 run出的 crosspasses值填入。 折流板間距可以是不等距的，進(jìn)口 /出口間距大于板間間距。選中 “Baffle Spacing”下的“variable”復(fù)選框，就可以在 “Variable Baffle Spacing”面板中輸入需要的間距。 － Clearance：所有的數(shù)據(jù)都是選填的，程序在計(jì)算后會(huì)給出默認(rèn)值。這些值會(huì)影響模擬的結(jié)果。如果管束和殼體的直徑空隙大于 30mm，應(yīng)首先考慮使用密封條。 － Nozzles(管口面板 )： 在此可以定義殼側(cè)和管側(cè)管口的尺寸、數(shù)量、位置和型式。尺寸要HTRI Xchanger Suite 15 求： Nozzle的尺寸要小于等于 50%Shell ID，通常 Nozzle最小尺寸為 2。 ? Number at each position（ inlet and outlet）：軟件默認(rèn)值為 1。 ? Nozzle IDs（ inlet and outlet）： －如果你輸入了一個(gè)允許壓降的最大值， IST利用允許壓降的 ％來(lái)定義蒸氣和兩相管口的尺寸。每一個(gè)液相管口的尺寸定義利用了 5％的允許壓降； －如果你未輸入最大允許壓降， IST利用允許最大流速 (聲速的 20％ )的 25％來(lái)定義蒸氣和兩相管口的尺寸，每一個(gè)液相管口的尺寸定義利用 ()的壓降； －在處理兩相流時(shí)，要指定一個(gè)液相管出口來(lái)排出液體。 ? Shellside nozzle locations（與 U型管或殼側(cè)縱向定位相關(guān)）：殼側(cè)管口位置的默認(rèn)值由工藝條件確定。 －對(duì)水平和傾斜殼程要指定入口管的位置： Top→ 默認(rèn)當(dāng)殼側(cè)為單相流或冷凝流體時(shí)、Bottom→ 默認(rèn)當(dāng)殼側(cè)為沸騰流體時(shí)、 Side。殼側(cè)為豎直時(shí)，默認(rèn)入口管位置在前封頭。 －指定與入口管位置相關(guān)的殼側(cè)出口管位置：有三個(gè)選擇，分別是 Program decides、Same side as inlet、 Opposite from inlet。一般 IST把水平殼側(cè)冷凝的出口管位置放在底部，把水平殼側(cè)沸騰的出口管放在頂部，軟件的默認(rèn)值是 Program decides。 － U型管，如果已知入口管在前封頭，那要考慮出口管的位置；反之亦然。 － Inlet ID：指定殼側(cè)和管側(cè)的入口管內(nèi)徑； － Number at each position：指定殼側(cè)和管側(cè)的入口管數(shù)量； － Outlet ID：指定殼側(cè)和管側(cè)的出口管內(nèi)徑； － Number at each position：指定殼側(cè)和管側(cè)的出口管數(shù)量； ? Nozzle Sizes：如果 IST計(jì)算管口尺寸的話(huà)，用以下表中的數(shù)據(jù)： －殼側(cè)管口最大尺寸：一殼程： ID＝ 90％的殼程 ID；二殼程： ID＝ 80％的殼程 ID； －管側(cè)管口最大尺寸：隨著管程數(shù)量的不同而占?xì)こ?ID 的百分比不同。具體的比例如表二所示。 表二： 管程數(shù) 1 2 3 4 6 8 10 12 14 16 ％殼ID 90 80 70 50 47 44 41 38 35 32 ? Impingement panel（緩沖擋板）：殼側(cè)進(jìn)口區(qū)域防沖板的類(lèi)型和形狀的設(shè)置。 －需要設(shè)置的情形： a)非腐蝕性單相流體： ? ?222 s e c/1500/2232V ?? ftlbsmkg?? ； HTRI Xchanger Suite 16 腐蝕性單相流體： 22 /740V smkg ??? b)定義了殼側(cè)冷凝； c) 定 義 了 殼 側(cè) 沸 騰 并 且 入 口 管? ?222 s e c/5 0 0/7 4 4V ?? ftlbsmkg?? 。 －防沖板的類(lèi)型：圓盤(pán) (設(shè)置它的直徑、厚度、防沖高度 )、方形盤(pán)（長(zhǎng)度、寬度、防沖高度）和棒格柵型（排數(shù)、直徑） 。 (1)流體誘發(fā)振動(dòng) (FIV)最容易產(chǎn)生破壞的區(qū)段： a. 管束中兩塊折流板間距最大的未支承的中間跨度； b. 管束周邊在弓形折流板口區(qū)的管子； c. U形管束的 U形彎處； d. 殼程進(jìn)口管口下的管子； e. 管束旁流和管程分程隔板流道內(nèi)的管子。 (2)防 FIV設(shè)計(jì)及調(diào)整措施： :調(diào)整折流板間距 或 采用弓形區(qū)不布管，折流板間距值不小于 1/5的 Shell ID，流體全蒸汽或兩相時(shí)最大值為