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列管式换热器的选用计算步骤及设计注意事项

列管式换热器,管壳式换热器 2019/1/17 16:40:46人气:
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列管式换热器的选用和设计计算步骤

   1. 试算并初选设备规格

  (1) 确定流体在换热器中的流动途径。

  (2) 根据传热任务计算热负荷Q。

  (3) 确定流体在换热器两端的温度,选择列管式换热器的型式;计算定性温度,并确定在定性 温度下流体的性质。

  (4) 计算平均温度差,并根据温度校正系数不应小于0.8的原则,决定壳程数。

  (5) 依据总传热系数的经验值范围,或按生产实际情况,选定总传热系数K选值。

  (6) 由总传热速率方程Q=KSΔtm,初步算出传热面积S,并确定换热器的基本尺寸(如d、L、n及管子在管板上的排列等),或按系列标准选择设备规格。

  2. 计算管、壳程压强降根据初定的设备规格,计算管、壳程流体的流速和压强降。检查计算结果是否合理或满足工 艺要求。若压强降不符合要求,要调整流速,再确定管程数或折流板间距,或选择另一规格的设备,重新计算压强降直至满足要求为止。

  3. 核算总传热系数 计算管、壳程对流传热系数αi 和αo,确定污垢热阻Rsi和Rso,再计算总传热系数K',比较K得初始值和计算值,若K'/K=1.15~1.25,则初选的设备合适。否则需另设K选值,重复以上计算步骤 。

  列管式换热器冷热流体流动通道择的设计注意事项


  在列管式换热器内,冷热流体流动通道可根据以下原则进行选择:

  (1)不洁净和易结垢的的液体宜走管程,因管内清洗方便;

  (2)腐蚀性流体宜走管程,以免管束和壳体同时受腐蚀;

  (3)压强高的宜走管程,以免壳体承受压力;

  (4)饱和蒸汽宜走壳程,因饱和蒸汽比较清洁,对流传热系数与流速无关而且冷凝液容易排出;

  (5)被冷却的流体宜走壳程,便于散热;

  (6)若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将对流传热系数大的流体通过壳程,可减少热应力;

  (7)流量小而粘度大的流体宜走壳程;

  流体进出口温度的确定

  如果换热器以冷却为目的热流体的进出口温度已由工艺条件确定,而冷却介质的出口温度则需要选择。若选择较高的出口温度,可选小换热器,但冷却介质的流量要加大;反之要选择低的出口温度,冷却介质流量减少了,但要选大的换热器,因此冷却介质的出口温度要权衡二者的投资大小来确定。

   通常,进行换热器的选择或设计时,应在满足传热要求的前提下,再考虑其他各项的问题。它们之间往往是互相矛盾的。例如,若设计的换热器的总传热系数较大,将导致流体通过换热器的压强降(阻力)增大,相应地增加了动力费用;若增加换热器的表面积,可能使总传热系数和压强降降低,但却又要受到安装换热器所能允许的尺寸的限制,且换热器的造价也提高了。

  此外,其它因素(如加热和冷却介质的用量,换热器的检修和操作)也不可忽视。总之,设计者应综合分析考虑上述诸因素,给予细心的判断,以便作出一个适宜的设计。


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