管式换热器设计计算

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1、列管式换热器的设计计算1.流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1)不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。(2)腐蚀性的流休宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。(3)压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。(4)饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，冃•蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。(5)被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。(6)需耍提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壷程，且可采用多管程以增人流速。(刀粘度大的液体或流

2、量较小的流体，宜走管间，因流体在冇折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即町达到湍流，以提高对流传热系数。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视貝体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。2.流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热血积。但是流速增加,乂使流体阻力增人，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定岀。此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求

3、。例如，选择高的流速，使管了的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管了或增加程数。管子太长不易清洗，—般管长都有一定的标准;单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速吋应予考虑的问题。3.流体两端温度的确定若换热器屮冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其屮一个流体仅已知进口温度，则岀口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体,冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便盂要根据经济衡算來决定。为了节省水量，可使水的出口温度提高些，但传热而积就需要加大；为了减小传热面积，则要增加水量。两者是相互才盾的。一般來说，设

4、计时可采収冷却水两端温差为5〜10°Co缺水地区选用较人的温度差，水源丰富地区选用较小的温度差。4.管子的规格和排列方法选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜釆用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准屮仅有4)25x2.5mm及4)19xmm两种规格的管子。管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，且易弯曲。一•般出厂的标准钢管长为6m,则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6rm系列标准中也采用这四种管长。此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4〜6(对直径小的换热器可大些)。如前所述，管子在管板上的排列方法

5、有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，如第五节中图4—25所示。等边三介形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少，且管外流体扰动较人，因而对流传热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁，适用于売程流体易产生污垢的场合；但其对流传热系数较正三角排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者Z间，即对流传热系数(较直列排列列管式换热器的设计计算1.流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1)不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。(2)腐蚀性的流休宜走管内，以免壳体和管子

6、同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。(3)压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。(4)饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，冃•蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。(5)被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。(6)需耍提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壷程，且可采用多管程以增人流速。(刀粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在冇折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即町达到湍流，以提高对流传热系数。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视貝体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压

7、强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。2.流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热血积。但是流速增加,乂使流体阻力增人，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定岀。此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管了的数目减少，对一定的传热面积，