換熱器設(shè)計(jì)總結(jié)

1、換熱器設(shè)計(jì)總結(jié)1、換熱器幾何尺寸1.1殼體結(jié)構(gòu)根據(jù)物性選擇合適的殼體結(jié)構(gòu)，如果設(shè)計(jì)要考慮有無(wú)膨脹、粘度是否很大，污垢是否嚴(yán)重， 根據(jù)常用選擇合適的殼體結(jié)構(gòu)及冷熱流體走管程還是殼程；如果校核一般的都已經(jīng)提供，我 們可以直接進(jìn)行計(jì)算就行了。1.2管子結(jié)構(gòu)1.2.1管子次寸管子直徑國(guó)標(biāo)上有兩種規(guī)格：19x2、25x2.5，小直徑的管子可承受更大壓力，相同殼徑 可排更多的管子，傳熱面積比較大，單位傳熱面積的金屬耗量較低；但是如果管程結(jié)垢比較 嚴(yán)重、允許壓力不是很大的情況下，應(yīng)該采用大直徑的管子。當(dāng)然以上說(shuō)的是設(shè)計(jì)，如果是校核，直接按提供值輸入就行了。1.2.2管子排布統(tǒng)一殼徑采用正三角形排列可以比正方

2、形或者轉(zhuǎn)角正方形排列多排17%的管子，一般的殼 程不易結(jié)垢，或者可以用化學(xué)清洗的話，推薦采用正三角形排列。在必須考慮機(jī)械清掃的場(chǎng) 合，則采用正方形轉(zhuǎn)角45C排列。1.2.3管子外形管子外形有光管和螺紋管兩種，當(dāng)殼程流體的膜傳熱系數(shù)只有管程的1/3時(shí)，采用螺紋管比 較好，因?yàn)樗軓?qiáng)化殼程的傳熱過(guò)程，降低結(jié)垢速度。1.2.4管長(zhǎng)管長(zhǎng)根據(jù)國(guó)標(biāo)里進(jìn)行選擇，在煉廠中一般選擇6m長(zhǎng)的管子1.3螺旋折流板設(shè)計(jì)參數(shù)確定1.1和1.2是關(guān)于換熱器設(shè)計(jì)的總的概括總結(jié)，下面結(jié)合螺旋折流板換熱器的設(shè)計(jì)說(shuō)一下具 體物性參數(shù)的選擇問(wèn)題1.3.1螺旋角螺旋角影響換熱面積很大，一般要選擇合適的螺旋角，根據(jù)文獻(xiàn)上提供的螺旋角的

3、選取范圍： 545，從加工的角度上講一般選擇715，由于螺旋角的選取嚴(yán)重影響換熱面積余量， 在設(shè)計(jì)的時(shí)候盡量從易于加工、易于傳熱方面考慮，個(gè)人理解：在設(shè)計(jì)的時(shí)候，螺旋角是不 是要從冷熱物流兩側(cè)傳熱系數(shù)、壓降、換熱面積綜合考量。在以后的工作總應(yīng)該加以注意。 當(dāng)然從校核角度來(lái)講，我們?cè)谶x擇螺旋角的時(shí)候，由于上面的殼體結(jié)構(gòu)、管子直徑都已經(jīng)確 定我們只能從換熱面積方面考慮達(dá)到合適的換熱面積。1.3.2螺距螺旋折流板另一個(gè)很重要的參數(shù)就是螺距，螺距的選取主要是根據(jù)螺旋折流板的連接方式來(lái) 選擇，螺旋折流板的連接方式目前主要有兩種方式：連續(xù)搭接、交錯(cuò)搭接，連續(xù)搭接的螺距計(jì)算公式為：Hs =丸D tan（。）

4、Hs-連續(xù)螺距其中D殼體直徑P螺旋角交錯(cuò)搭接的時(shí)候一般是在這個(gè)公式的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)系數(shù)（這個(gè)系數(shù)的范圍為：0.40.60）不過(guò)一般的選擇都是在0.5左右，然后進(jìn)行圓整。2、物性方法對(duì)于換熱器的設(shè)計(jì)一般需要冷熱物流的相關(guān)物流數(shù)據(jù)（兩個(gè)物流的流量、進(jìn)出口溫度、進(jìn)出 口壓力、允許壓降、污垢熱阻、熱負(fù)荷、物性數(shù)據(jù)等，對(duì)于液體來(lái)說(shuō)可以不用進(jìn)出口壓力） 這里主要根據(jù)HTRI軟件進(jìn)行說(shuō)明，物性方法的選擇參考unpack3，這個(gè)文獻(xiàn)上講的比較詳 細(xì)。根據(jù)HTRI上提供的幾種物性方法如下：L M i x tin- e pr up er ti es vi a gr i d* ComporLerLt by cump

5、urLerLtL CumporLerLt and. grid pr up er + i e eHeat ReleaEH Inpiit Method.User speci fi edSpeci fi ed dew/bubble poiif* Pragr：=ijri calculatedUnpack3上講的選擇物性的流程示意圖為：Recommended GuidelinesGridAdequate?noGnd IAv3ilabl?JJ _no_1I| Singte-Pha$e |Heat release data provided?Mixture propertiesvia gridywHTRID

6、atabank OK?Component by componentUser-spectfied heat releaseComponent by componentProgram-oatcuiated heat releaseHTRI databank c(xnponent(tComponent by componentProgram-calculated heat releaseUserdfinei component根據(jù)是上面的推薦指導(dǎo)，在利用HTRI設(shè)計(jì)校核換熱器的時(shí)候根據(jù)提供的物性數(shù)據(jù)我們可以 選擇合適的物性方法。3、結(jié)果判定換熱器結(jié)果的判定，這里我們主要是根據(jù)換熱器的設(shè)計(jì)軟件為基準(zhǔn)進(jìn)

7、行詳細(xì)的說(shuō)明3.1警告信息在換熱器設(shè)計(jì)我們一般的先進(jìn)性設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行模擬校核，但在這個(gè)過(guò)程中我們要盡量消除 相應(yīng)的警告信息，例如：震動(dòng)、擋板間距小（大）等。3.2管殼程流速管殼程流速，根據(jù)流體的相關(guān)文獻(xiàn)（劉巍冷換設(shè)備工藝計(jì)算手冊(cè)）和相應(yīng)的粘度范圍來(lái) 看一下所設(shè)計(jì)的換熱器流速是不是符合要求。3.3壓降對(duì)于壓降，首先要看壓降是不是符合允許壓降的范圍，其次看一下進(jìn)出口管占總壓降的百分 比，一般的殼程進(jìn)出口管的壓降占?xì)こ炭倝航档?0%60%，管程進(jìn)出口壓降占管程總壓降 的10%以內(nèi)。3.4接管次寸接管次寸的確定主要考慮的是接管的流速，一般要根據(jù)物流的物性（主要考慮粘度）來(lái)看流 速是否合適，具體的流速的

8、調(diào)節(jié)是靠調(diào)節(jié)接管的次寸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以下給出接管流速和尺寸的關(guān)系：介質(zhì)枯度cp嘴子最大允許流諫 m/s15000.6氣體相當(dāng)于殼 程氣體最 大流速的 120 140%接管尺寸具體的國(guó)標(biāo):管嘴內(nèi)徑/mm適用殼徑/m100150200250300350400450400 400-700 800-900 1000-1100 1200-1300 1400150016001700 18003.5面積余量對(duì)于面積余量的選取，一般的我們保證面積余量在20%50%，對(duì)于校核面積至少要在10% 以上。3.6管子排布HTRI計(jì)算中管子指定的根數(shù)和你設(shè)定了管心距計(jì)算的管子根數(shù)有時(shí)不一致，這個(gè)時(shí)候你要 調(diào)節(jié)管心距（一般1

9、9的管子為25, 25的管子為32）注意不要讓指定的管子根數(shù)大于計(jì)算 的管子根數(shù)，如下圖：100,000 mmZ心ggg geg*序由由遂序序序由：序應(yīng)由序密序 力向向向角角角金向令 企。中中由企由中由命%/咤序序應(yīng)企帝序序序帝序：序企企命序帝序缶序序由/遂應(yīng)遂遂密由宙 :/:A、磕令!僉您令!磴!曾磴!令 磴!序企凈中序序帝凈企序帝尊Sg-g蓉房荷奇房康-菸-g宓卷-眼宓每gg還 - :由或用由由由毋 k國(guó)遂宓遂遂由密宓宓弁由宓:弁密由遂弁由侈由應(yīng)遂序國(guó)JV:.7 : 企序中序中帝序命中帝Ye:geg*由序序由由遂序序序由:序應(yīng)由序密序遂序,7: GG/ 應(yīng)企帝序序序帝序X.eee :由企由

10、中力由企,/: eee.x 角1Item numberTEM.A typeB.EUShell diameter700.00UmmOuter tube limit685.78UmmHeight under inlet nozzle32.204mmHeight under outlet nozzle12.613mmTube diameter19.UUUmmTube pitch26.00UmmTube layout angle3UNumber of tubes (specified)516Number of tubes (calculated)522Number of tie rods6Number of seal strip pairsUNumber of passlane seal rods8Number of passes4Parallel paEslane width38.00UmmPerpendicular passlane width19.05UmmBaffle cut % diameterTUBEPASS DETAILSUPassRov-xs TubesPlugged115137021513703131270413127SYMB.OL LEGENDoTube軸Plugged tubeQ