列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用

1、列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用（1）列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用應(yīng)考慮的問(wèn)題列管式換熱器的設(shè)計(jì)和選用應(yīng)考慮的問(wèn)題◎冷、熱流體流動(dòng)通道的選擇具體選擇冷、熱流體流動(dòng)通道的選擇冷、熱流體流動(dòng)通道的選擇在換熱器中，哪一種流體流經(jīng)管程，哪一種流經(jīng)殼程，下列幾點(diǎn)可作為選擇的一般原則：a)不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便。b)腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕。c)壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力。d)飽和

2、蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較清潔，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流速無(wú)關(guān)，而且冷凝液容易排出。e)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(dá)到湍流。但這不是絕對(duì)的，如流動(dòng)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)。f)若兩流體溫差較大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體通入殼程，以減小熱應(yīng)力。g)需要被冷卻物料一般選殼程，便于散熱。以上各點(diǎn)常常不可能同時(shí)滿足，應(yīng)抓住主要方面，例如首先從

3、流體的壓力、防腐蝕及清洗等要求來(lái)考慮，然后再?gòu)膶?duì)阻力降低或其他要求予以校核選定?！蛄魉俚倪x擇常用流速范圍流速的選擇流速的選擇流體在管程或殼程中的流速，不僅直接影響表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，而且影響污垢熱阻，從而影響傳熱系數(shù)的大小，特別對(duì)于含有泥沙等較易沉積顆粒的流體，流速過(guò)低甚至可能導(dǎo)致管路堵塞，嚴(yán)重影響到設(shè)備的使用，但流速增大，又將使流體阻力增大。因此選擇適宜的流速是十分重要的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，表4.7.1及表4.7.2列出一些工業(yè)上常用的流速范圍，以

4、供參考。表4.7.1列管換熱器內(nèi)常用的流速范圍流速ms流體種類管程殼程一般液體宜結(jié)垢液體氣體0.5～0.315～300.2～1.50.53～15表4.7.2液體在列管換熱器中流速（在鋼管中）液體粘度最大流速ms15001000～500500～100100～5335～110.60.751.11.51.82.4用的擋板間距為：固定管板式有100，150，200，300，450，600，700mm七種浮頭式有100，150，200，250，3

5、00，350，450（或480），600mm八種。（2）流體通過(guò)換熱器時(shí)阻力的計(jì)算流體通過(guò)換熱器時(shí)阻力的計(jì)算換熱器管程及殼程的流動(dòng)阻力，常?？刂圃谝欢ㄔ试S范圍內(nèi)。若計(jì)算結(jié)果超過(guò)允許值時(shí)，則應(yīng)修改設(shè)計(jì)參數(shù)或重新選擇其他規(guī)格的換熱器。按一般經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于液體?？刂圃?04～105Pa范圍內(nèi)，對(duì)于氣體則以103～104Pa為宜。此外，也可依據(jù)操作壓力不同而有所差別，參考下表。換熱器操作允許壓降△P換熱器操作壓力P(Pa)允許壓降△P105(表壓)

6、0.1P0.5P5104Pa◎管程阻力管程阻力可按一般摩擦阻力計(jì)算式求得。具體計(jì)算公式管程阻力損失管程阻力損失管程阻力損失可按一般摩擦阻力計(jì)算式求得。但管程總的阻力應(yīng)是各程直管摩擦阻力、每程回彎阻力以及進(jìn)出口阻力三項(xiàng)之和。而相比之下常可忽略不計(jì)。因此可用下式計(jì)算管程總阻力損失：式中每程直管阻力；每程回彎阻力；Ft－結(jié)構(gòu)校正系數(shù)，無(wú)因次，對(duì)于的管子，F(xiàn)t=1.4，對(duì)于的管子Ft=1.5；Ns－串聯(lián)的殼程數(shù)，指串聯(lián)的換熱器數(shù)；Np－管程數(shù)；

7、由此式可以看出，管程的阻力損失（或壓降）正比于管程數(shù)Np的三次方，即∝對(duì)同一換熱器，若由單管程改為兩管程，阻力損失劇增為原來(lái)的8倍，而強(qiáng)制對(duì)流傳熱、湍流條件下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)只增為原來(lái)的1.74倍；若由單管程改為四管程，阻力損失增為原來(lái)的64倍，而表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)只增為原來(lái)的3倍。由此可見(jiàn)，在選擇換熱器管程數(shù)目時(shí)，應(yīng)該兼顧傳熱與流體壓降兩方面的得失?！驓こ套枇?duì)于殼程阻力的計(jì)算，由于流動(dòng)狀態(tài)比較復(fù)雜，計(jì)算公式較多，計(jì)算結(jié)果相差較大。埃索法計(jì)算