【文章內(nèi)容簡介】 新手特別容易忽視,特別在不按比例制圖情況下,個別情況還應考慮人進入管箱維護的空間。4） 管箱的長度還應考慮接管到封頭切線的距離。殼程結(jié)構(gòu) 　?、贇んw換熱器殼體的內(nèi)徑應等于或稍大于(對浮頭式換熱器而言)管板的直徑。根據(jù)計算出的實際管數(shù)、管徑、管中心距及管子的排列方法等，可用作圖法確定殼體的內(nèi)徑。但是，當管數(shù)較多又要反復計算時，作圖法太麻煩費時，一般在初步設計時，可先分別選定兩流體的流速，然后計算所需的管程和殼程的流通截面積，于系列標準中查出外殼的直徑。待全部設計完成后，仍應用作圖法畫出管子排列圖。為了使管子排列均勻，防止流體走短路，可以適當增減一些管子?！　×硗?，初步設計中也可用下式計算殼體的內(nèi)徑，即: 　　　　　　　　　　　 　　式中D――――殼體內(nèi)徑，m；　　　　 t――――管中心距，m；　　　　 nc―――－橫過管束中心線的管數(shù)；　　　　 b′―――管束中心線上最外層管的中心至殼體內(nèi)壁的距離，　　　　　　　　　　　一般取b′=(1～)do。　　nc值可由下面的公式計算?！　」茏影凑切闻帕袝r:　 　　　　　管子按正方形排列時:　　 　　　　式中n為換熱器的總管數(shù)。②折流擋板　　安裝折流擋板的目的是為提高管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，為取得良好的效果，擋板的形狀和間距必須適當。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。　　常用的折流擋板有圓缺形和圓盤形兩種，前者更為常用。切去的弓形高度約為外殼內(nèi)徑的10～40％，一般取20～25％，過高或過低都不利于傳熱。 圖 折流板　　兩相鄰擋板的距離(板間距)h為外殼內(nèi)徑D的(～1)倍。板間距過小，不便于制造和檢修，阻力也較大。板間距過大，流體就難于垂直地流過管束，使對流傳熱系數(shù)下降。　　對圓缺形擋板而言，弓形缺口的大小對殼程流體的流動情況有重要影響。由圖2可以看出，弓形缺口太大或太小都會產(chǎn)生死區(qū)，既不利于傳熱，又往往增加流體阻力。 　　　 　　　 　　 　　　　　圖　擋板切除對流動的影響擋板的間距對殼體的流動亦有重要的影響。間距太大，不能保證流體垂直流過管束，使管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)下降；間距太小，不便于制造和檢修，阻力損失亦大?！?。我國系列標準中采用的擋板間距為：　　固定管板式有100mm，150mm，200mm，300mm，450mm，600mm，700mm七種浮頭式有100mm，150mm，200mm，250mm，300mm，350mm，450mm（或480mm），600mm八種。圖 裝有圓形折流擋板的列管換熱器③緩沖板緩沖擋板　 為防止殼程流體進入換熱器時對管束的沖擊，可在進料管口裝設緩沖擋板。④其它主要附件 導流筒　 殼程流體的進、出口和管板間必存在有一段流體不能流動的空間(死角)，為了提 高傳熱效果，常在管束外增設導流筒，使流體進、出殼程時必然經(jīng)過這個空間?！　?放氣孔、排液孔 換熱器的殼體上常安有放氣孔和排液孔，以排除不凝性氣體和冷凝液等。 接管尺寸　 換熱器中流體進、出口的接管直徑按下式計算，即:　　　　　　 式中Vs流體的體積流量，m3/s；　 u 接管中流體的流速，m/s?！　×魉賣的經(jīng)驗值為:對液體：u=1～2 m/s；對蒸汽：u=20～50 m/s；對氣體：u=(15～20)p/ρ；式中p為壓強，單位為atm ；ρ為氣體密度，單位為kg/m3。 管程和殼程數(shù)的確定 當流體的流量較小或傳熱面積較大而需管數(shù)很多時，有時會使管內(nèi)流速較低，因而對流傳熱系數(shù)較小。為了提高管內(nèi)流速，可采用多管程。但是程數(shù)過多，導致管程流體阻力加大，增加動力費用；同時多程會使平均溫度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面積減少，設計時應考慮這些問題。列管式換熱器的系列標準中管程數(shù)有4和6程等四種。采用多程時，通常應使每程的管子數(shù)大致相等。管程數(shù)m可按下式計算，即:　　　　　 　　　　 式中 u―――管程內(nèi)流體的適宜速度，m/s；　　 u′―――管程內(nèi)流體的實際速度，m/s。 當殼方流體流速太低時，也可以采用殼方多程。如殼體內(nèi)安裝一塊與管束平行的隔板，流體在殼體內(nèi)流經(jīng)兩次，稱為兩殼程，如前述的圖447和圖448所示。但由于縱向隔板在制造、安裝和檢修等方面都有困難，故一般不采用殼方多程的換熱器，而是將幾個換熱器串聯(lián)使用，以代替殼方多程。例如當需二殼程時，則將總管數(shù)等分為兩部分，分別安裝在兩個內(nèi)徑相等而直徑較小的外殼中，然后把這兩個換熱器串聯(lián)使用，如圖所示。圖 .換熱器串聯(lián) 、主要控制參數(shù)及選用要點　操作強化 當管壁兩側(cè)傳熱分系數(shù)相差很大時（如粘度小的液體與氣體間的換熱），應設法減小傳熱分系數(shù)低的一側(cè)的熱阻。如果管外傳熱分系數(shù)小，可采用外螺紋管以增大管外一側(cè)的傳熱面積和流體湍動，減小熱阻。如果管內(nèi)傳熱分系數(shù)小，可在管內(nèi)設置麻花鐵，螺旋圈等添加物，以增強管內(nèi)擾動，強化換熱，當然這時流體的流動阻力也將增大。 主要控制參數(shù) 　　管殼式換熱器的主要控制參數(shù)為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數(shù)等。 選用要點　　1）根據(jù)已知冷、熱流體的流量，初、終溫度及流體的比熱容決定所需的換熱面積。初步估計換熱面積，一般先假定傳熱系數(shù)，確定換熱器構(gòu)造，再校核傳熱系數(shù)K值。 　　2）選用換熱器時應注意壓力等級，使用溫度，接口的連接條件。在壓力降，安裝條件允許的前提下，管殼式換熱器以選用直徑小的加長型，有利于提高換熱量。 　　3）換熱器的壓力降不宜過大，～； 　　4）流速大小應考慮流體黏度，～；～；～。 　　5）高溫水進入換熱器前宜設過濾器。 6）熱交換站中熱交換器的單臺處理和配置臺數(shù)組合結(jié)果應滿足熱交換站的總供熱負荷及調(diào)節(jié)的要求。在滿足用戶熱負荷調(diào)節(jié)要求的前提下，同一個供熱系數(shù)中的換熱器臺數(shù)不宜少于2臺，不宜多于5臺。3．5 流動空間的選擇在管殼式換熱器的設計中，首先要決定哪種流體走管程，哪種流體走殼程。這需要遵循一些一般原則。①應盡量提高兩側(cè)傳熱系數(shù)較小的一個，使傳熱面兩側(cè)的傳熱系數(shù)接近。②在運行溫度較高的換熱器中，應盡量減少熱量的損失，而對于一些制冷裝置，應盡量減少其冷量的損失。③管、殼程的決定應盡量做到易于清洗除垢和修理，以保證運行的可靠性。④應減小管子和殼體因受熱不同而產(chǎn)生的熱應力。從這個角度來說，順流式就優(yōu)于逆流式，因為順流式進出口端的溫度比較平均不像逆流式那樣，熱、冷流體的高溫段都集中在一端，低溫部分集中于另一端，易于因兩端收縮不同而產(chǎn)生熱應力。⑤流量小而粘度大（）的流體一般以殼程為宜，因在殼程Re100即可達到湍流。但這不是絕對的，如流動阻力損失允許，將這類流體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu)，亦可得到較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。⑥對于有毒的介質(zhì)或氣體介質(zhì)，必使其不泄露，應特別注意其密封，密封不僅要可靠而且還要求方便和簡單。⑦應盡量避免采用貴金屬，以降低其成本以上這些原則有的是相互矛盾的，所以在具體設計時應綜合考慮，決定哪一種流體走管程，哪一種流體走殼程。 適于通入管內(nèi)空間（管程）的流體1） 不清潔的流體 因為在管內(nèi)空間得到較高的流速并不困難，而流速高時，懸浮物不易沉淀，且管內(nèi)空間也易于清潔。2） 體積小的流體 因為管內(nèi)空間的流動截面往往比管外空間的流動截面小，流體易于獲得必要的理想流速，而且也便于做多程流動。3） 有壓力的流體 因為管子承壓能力強，而且簡化了殼體的密封要求。4） 腐蝕性強的流體 因為只有管子及管箱才需要用耐腐蝕的材料，而殼體及管外空間的所有零件均可用普通材料制造，所以可以降低造價。此外，在管