換熱器的傳熱系數(shù)k-展示頁
2025-07-07 01:02本頁面
【正文】 (4122) 式中 D――――殼體內徑， 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壁的距離， 一般取b′=(1～)do。待全部設計完成后，仍應用作圖法畫出管子排列圖。根據計算出的實際管數(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徑。 擋板切去的弓形高度及板間距對流體流動的影響如圖342所示。板間距過小，不便于制造和檢修，阻力也較大?！ 上噜彄醢宓木嚯x(板間距)h為外殼內徑D的(～1)倍。 第五節(jié)的圖4－26已示出各種擋板的形式。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。 當殼方流體流速太低時，也可以采用殼方多程。采用多程時，通常應使每程的管子數(shù)大致相等。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?！ ?. 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，有時會使管內流速較低，因而對流傳熱系數(shù)較小。通常，脹管法取t=(～)do，且相鄰兩管外壁間距不應小于6mm，即t≥(d+6)。正方形錯列排列則介于上述兩者之間，即對流傳熱系數(shù)(較直列排列的)可以適當?shù)靥岣?。等邊三角形排列的?yōu)點有:管板的強度高；流體走短路的機會少，且管外流體擾動較大，因而對流傳熱系數(shù)較高；相同的殼徑內可排列更多的管子。此外，管長和殼徑應相適應，一般取L/D為4～6(對直徑小的換熱器可大些)。一般出廠的標準鋼管長為6m，、3或6m。 管長的選擇是以清洗方便及合理使用管材為原則。易結垢、粘度較大的液體宜采用較大的管徑。缺水地區(qū)選用較大的溫度差，水源豐富地區(qū)選用較小的溫度差。兩者是相互矛盾的。例如用冷水冷卻某熱流體，冷水的進口溫度可以根據當?shù)氐臍鉁貤l件作出估計，而換熱器出口的冷水溫度，便需要根據經濟衡算來決定?！ ?. 流體兩端溫度的確定 若換熱器中冷、熱流體的溫度都由工藝條件所規(guī)定，就不存在確定流體兩端溫度的問題。管子太長不易清洗，且一般管長都有一定的標準；單程變?yōu)槎喑淌蛊骄鶞囟炔钕陆??！ 〈送?，在選擇流速時，還需考慮結構上的要求。但是流速增加，又使流體阻力增大，動力消耗就增多。在選擇流體流徑時，上述各點常不能同時兼顧，應視具體情況抓住主要矛盾，例如首先考慮流體的壓強、防腐蝕及清洗等要求，然后再校核對流傳熱系數(shù)和壓強降，以便作出較恰當?shù)倪x擇?！ ?6) 需要提高流速以增大其對流傳熱系數(shù)的流體宜走管內，因管程流通面積常小于殼程，且可采用多管程以增大流速?！ ?4) 飽和蒸氣宜走管間，以便于及時排除冷凝液，且蒸氣較潔凈，冷凝傳熱系數(shù)與流速關系不大?！ ?2) 腐蝕性的流體宜走管內，以免殼體和管子同時受腐蝕，而且管子也便于清洗和檢修。℃范圍內?！娣秶鷥取！妗！娣秶鷥?。 455～1020不同的流速、粘度和成垢物質會有不同的傳熱系數(shù)。 水蒸氣冷凝 2000～4250輕油沸騰 水蒸氣冷凝 455～1140水沸騰 低沸點烴類冷凝 30～300水 水蒸氣冷凝 1420～4250氣體 水蒸氣冷凝 115～340水 有機溶劑 60～280有機溶劑 重油 340～910水 輕油 280～850水 有機溶劑 17～280水 氣體 850～1700水 水 總傳熱系數(shù)K，W/(m2.℃)水 熱流體 有余量約10%冷流體. .. . ..介質不同，傳熱系數(shù)各不相同我們公司的經驗是：汽水換熱：過熱部分為800~1000W/m2.℃飽和部分是按照公式K=2093+786V(V是管內流速）。水水換熱為：K=767(1+V1+V2)(V1是管內流速，V2水殼程流速）實際運行還少有保守。 K值通常在800~2200W/m2列管換熱器的傳熱系數(shù)不宜選太高，一般在8001000 W/m2螺旋板式換熱器的總傳熱系數(shù)（水—水）通常在1000~2000W/m2板式換熱器的總傳熱系數(shù)（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m21． 流體流徑的選擇哪一種流體流經換熱器的管程，哪一種流體流經殼程，下列各點可供選擇時參考(以固定管板式換熱器為例) (1) 不潔凈和易結垢的流體宜走管內，以便于清洗管子。 (3) 壓強高的流體宜走管內，以免殼體受壓?！ ?5) 被冷卻的流體宜走管間，可利用外殼向外的散熱作用，以增強冷卻效果?！ ?7) 粘度大的液體或流量較小的流體，宜走管間，因流體在有折流擋板的殼程流動時，由于流速和流向的不斷改變，在低Re(Re100)下即可達到湍流，以提高對流傳熱系數(shù)?！ ?. 流體流速的選擇 增加流體在換熱器中的流速，將加大對流傳熱系數(shù)，減少污垢在管子表面上沉積的可能性，即降低了污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增大，從而可減小換熱器的傳熱面積。所以適宜的流速要通過經濟衡算才能定出。例如，選擇高的流速，使管子的數(shù)目減少，對一定的傳熱面積，不得不采用較長的管子或增加程數(shù)。這些也是選擇流速時應予考慮的問題。若其中一個流體僅已知進口溫度，則出口溫度應由設計者來確定。為了節(jié)省水量，可使水的出口溫度提高些，但傳熱面積就需要加大；為了減小傳熱面積，則要增加水量。一般來說，設計時可采取冷卻水兩端溫差為5～10℃?！ ?. 管子的規(guī)格和排列方法 選擇管徑時，應盡可能使流速高些，但一般不應超過前面介紹的流速范圍。我國目前試用的列管式換熱器系列標準中僅有φ252mm兩種規(guī)格的管子。長管不便于清洗，且易彎曲。系列標準中也采用這四種管長。如前所述，管子在管板上的排列方法有等邊三角形、正方形直列和正方形錯列等
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