換熱器的結(jié)構(gòu)

換熱器的結(jié)構(gòu)

900mm36mmC

換熱面積的計(jì)算在管殼式換熱器的設(shè)計(jì)中，確定了一種換熱器的結(jié)構(gòu)形式后，首先必須

如果換熱面積太小，使工藝過程不能實(shí)現(xiàn)，使換熱器介質(zhì)出口溫度不能得到有效控制。如果換熱面積太大，不僅造成材料的浪費(fèi)，增加投資，而且增大了換熱器的體積，使其占據(jù)過多的空間。介質(zhì)的污垢系數(shù)和金屬壁的傳熱系數(shù)。其中計(jì)算較為復(fù)雜的是介質(zhì)的給熱系數(shù)。介質(zhì)的給熱系數(shù)不僅與介質(zhì)的物性有關(guān)，而且與介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)是由換熱器的結(jié)構(gòu)決定的，如果換熱器的結(jié)構(gòu)作很小改動(dòng)，將引起介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)作較大的變化。在一個(gè)換熱器中，同一種介質(zhì)的溫度是不斷變化的，所以在換熱器中的不同位置，同一種介質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)因溫度的不同而不同。在實(shí)際計(jì)算中，往往將一種介質(zhì)分成許多個(gè)溫度區(qū)域，在不換熱面積的確定是最為關(guān)鍵的一步，它不僅需要計(jì)算方法正確嚴(yán)密，而且各種參數(shù)必須十分精確。換熱器的分析計(jì)算過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的計(jì)算過程，往往須不斷地調(diào)整換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。而管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù)很多，其中一項(xiàng)的改變將會(huì)使計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生很大變化，所以需要不斷的反復(fù)，不僅要使換熱面積滿足需要，而且還應(yīng)兼顧到其它許多因素，例如介質(zhì)阻力情況等等。流體阻力的計(jì)算在管殼式換熱器的分析設(shè)計(jì)中，流體的阻力計(jì)算是極為重要的，流體的阻力對于工藝過程是較為關(guān)鍵的參數(shù)，它不僅影響到整個(gè)系統(tǒng)的壓力平衡，而且對于節(jié)能降耗也起到重要的作用。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常由于流體阻力不適而使工藝過程難以實(shí)現(xiàn)。在管殼式換熱器中，流體的阻力包括殼程流體的阻力及管程流體的阻力。

介質(zhì)進(jìn)出口管阻力可以通過改變進(jìn)出口管的大小來進(jìn)行調(diào)節(jié)。換熱管間的介質(zhì)阻力可以通過改變換熱管間的介質(zhì)流通面積來進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如改變換熱管的布管形式，改變殼體直徑，改變折流板間距等。折流板缺口處的介質(zhì)阻力可以通過改變折流板缺口高度來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

口管阻力可以通過改變進(jìn)出口管的大小來進(jìn)行調(diào)節(jié)。換熱管內(nèi)的介質(zhì)阻力可以通過改變換熱管的數(shù)量，換熱管的長度，換熱管的直徑以及管程數(shù)等來進(jìn)

有掌握了介質(zhì)阻力的分布情況，才能夠通過有效調(diào)整換熱器各處的結(jié)構(gòu)尺寸來改變介質(zhì)的阻力，從而滿足工藝要求。管束震動(dòng)分析

器過早報(bào)廢。引起換熱管振動(dòng)的因素很多，也較復(fù)雜。當(dāng)介質(zhì)流量接近使

動(dòng)。

可能發(fā)生在換熱管束的任何一處或多處。

撐板，來約束換熱管的振動(dòng)。換熱器網(wǎng)絡(luò)分析在一個(gè)工程系統(tǒng)中，往往不是對單一的某臺(tái)換熱器進(jìn)行分析，常常是對由多個(gè)換熱器組成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合計(jì)算，其間還有一些其它設(shè)備（例如：閥

）。下

應(yīng)進(jìn)行綜合的考慮并進(jìn)行系統(tǒng)的分析。在一個(gè)工程系統(tǒng)中，往往不是對單一的某臺(tái)換熱器進(jìn)行分析，常常是對由多個(gè)換熱器組成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合計(jì)算，其間還有一些其它設(shè)備（例如：閥

）。下

應(yīng)進(jìn)行綜合的考慮并進(jìn)行系統(tǒng)的分析。換熱器強(qiáng)度計(jì)算確定了換熱器的結(jié)構(gòu)及尺寸以后，必須對換熱器的所有受壓元件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。因?yàn)楣軞な綋Q熱器一般用于壓力介質(zhì)的工況，所以換熱器的殼體大多為壓力容器，必須按照壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，對于鋼制的換熱

>>

標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于其它一些受壓元件，例如管板、折流板等，可以按照我

>>

TEMA

的換熱器，例如鈦材、銅材等應(yīng)按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面提供一氮?dú)饫鋮s器的受壓元件強(qiáng)度計(jì)算，以供參考。該換熱器為

，殼

500mm

，管

，殼

詳細(xì)強(qiáng)度計(jì)算如下：氮?dú)饫鋮s器(U

形管式換熱器)筒體計(jì)算

熱軋)

板材)

熱軋)

(板材)

a型

材料(名稱及類型)

a型

d型

c型

單位：MPa

(單位)

|-1.59||6.29||4.69|

D外

輸入法蘭厚度δf

a,

補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]

補(bǔ)強(qiáng)滿足要求,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。

b,

熱軋)

補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]

A，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。

補(bǔ)強(qiáng)滿足要求,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。

c,

熱軋)

補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]

A，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。

補(bǔ)強(qiáng)滿足要求,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。

這里我們?yōu)榇蠹姨峁┝艘粋€(gè)實(shí)例，甲烷化爐進(jìn)出口換熱器。其管程介質(zhì)，溫

。殼，溫

有良好的換熱效果，而且必須完全控制介質(zhì)阻力。由下面的分析報(bào)告可以看