關于管程和殼程計算,管程和殼程這個問題很多朋友還不知道,今天小六來為大家解答以上的問題,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
1、又稱列管式換熱器。
2、是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。
3、這種換熱器結構較簡單,操作可靠,可用各種結構材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應用最廣的類型。
4、 結構 由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成(見圖)。
5、殼體多為圓筒形,內(nèi)部裝有管束,管束兩端固定在管板上。
6、進行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內(nèi)流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。
7、為提高管外流體的傳熱分系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。
8、擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束,增強流體湍流程度。
9、換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。
10、等邊三角形排列較緊湊,管外流體湍動程度高,傳熱分系數(shù)大;正方形排列則管外清洗方便,適用于易結垢的流體。
11、 流體每通過管束一次稱為一個管程;每通過殼體一次稱為一個殼程。
12、圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。
13、為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設置隔板,將全部管子均分成若干組。
14、這樣流體每次只通過部分管子,因而在管束中往返多次,這稱為多管程。
15、同樣,為提高管外流速,也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板,迫使流體多次通過殼體空間,稱為多殼程。
16、多管程與多殼程可配合應用。
17、 類型 由于管內(nèi)外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。
18、如果兩溫度相差很大,換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應力,導致管子彎曲、斷裂,或從管板上拉脫。
19、因此,當管束與殼體溫度差超過50℃時,需采取適當補償措施,以消除或減少熱應力。
20、根據(jù)所采用的補償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型: ① 固定管板式換熱器 管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體,結構簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。
21、當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時,可在殼體上安裝有彈性的補償圈,以減小熱應力。
22、 ② 浮頭式換熱器 管束一端的管板可自由浮動,完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。
23、浮頭式換熱器的應用較廣,但結構比較復雜,造價較高。
24、 ③ U型管換熱器 每根換熱管皆彎成U形,兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū),借助于管箱內(nèi)的隔板分成進出口兩室。
25、此種換熱器完全消除了熱應力,結構比浮頭式簡單,但管程不易清洗。
26、 非金屬材料換熱器 化工生產(chǎn)中強腐蝕性流體的換熱,需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金屬材料制作管殼式換熱器。
27、這類換熱器的換熱性能較差,只用于壓力低、振動小、溫度較低的場合。
28、 流道的選擇 進行換熱的冷熱兩流體,按以下原則選擇流道:①不潔凈和易結垢流體宜走管程,因管內(nèi)清洗較方便;②腐蝕性流體宜走管程,以免管束與殼體同時受腐蝕;③壓力高的流體宜走管程,以免殼體承受壓力;④飽和蒸汽宜走殼程,因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無關,且冷凝液容易排出;⑤若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時,宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程,以減小熱應力。
29、 操作強化 當管壁兩側傳熱分系數(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)低的一側的熱阻。
30、如果管外傳熱分系數(shù)小,可采用外螺紋管(低翅片管),以增大管外一側的傳熱面積和流體湍動,減小熱阻。
31、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。
32、 需要考慮很多因素: 宜走管內(nèi)的流體: 1)不潔凈和易結垢的流體,因為管內(nèi)清洗方便; 2)腐蝕性的流體,因為可避免管子、殼體同時受腐蝕,且管子便于清洗和檢修; 3)壓強高的流體,因為可以節(jié)省殼體材料; 4)有毒的流體,因為可減少泄漏的機會。
33、 宜走殼程的介質: 1)飽和蒸汽,因為可便于及時排除冷凝液,且蒸汽比較干凈,清洗比較方便; 2)被冷卻的流體,因為可利用殼體散熱,增強冷卻效果; 3)粘度大的流體或流量小的流體,因為流體在折流板的作用下,可提高流動對流傳熱系數(shù); 4)對于剛性結構的換熱器,若兩流體的溫差大,對流傳熱系數(shù)較大的介質走殼程,可減少熱應力。
本文分享完畢,希望對大家有所幫助。
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