流体输送与传热技术 教学课件 作者 王壮坤 主编 电子教材 模块三[三]项目5电子教材.doc

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1、项目5列管式换热器的选型一、教学目标能力目标能根据生产任务进行列管换热器的选型知识目标1.了解列管式换热器的型号、标准2.了解列管式换热器选型的一般步骤3.理解列管式换热器选型考虑的问题4.掌握列管式换热器的选型计算方法二、工作任务工作任务实施方法及教学环境相关知识列管换热器的选型项目教学列管式换热器的型号、标准列管式换热器选型的一般步骤列管式换热器选型考虑的问题三、理论知识5.1列管式换热器的系列标准鉴于列管换热器应用极广，为便于制造和选用，有关部门已制定了列管换热器的系列标准。现标准为：《浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数》、《固定管板式换

2、热器型式与基本参数》、《立式热虹吸式重沸器型式与基本参数》、《U形管式换热器型式与基本参数》等（JB/T4714～4717—82）。参见书后附录。1．基本参数列管换热器的基本参数主要有：①公称换热面积SN；②公称直径DN；③公称压力pN；④换热管规格；⑤换热管长度L；⑥管子数量n；⑦管程数Np；等等。2．型号表示方法列管换热器的型号由五部分组成。ÎÎÎÎÎΗÎΗÎÎÎ123451——换热器代号；2——公称直径DN，mm；3——管程数Np，Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ；4——公称压力pN，MPa；5——公称换热面积SN，m2。例如，公称直径为600mm，公

3、称压力为1.6MPa，公称换热面积为55m2，双管程固定管板式换热器的型号为：G600Ⅱ－1.6－55，其中G为固定管板式换热器的代号。列管换热器的工艺设计包括标准设备的选型设计和非标准设备的工艺设计两类。由于有了系列标准，所以工程上一般只需选型即可，只有在实际要求与标准系列相差较大的时候，方需要自行设计。5.2列管式换热器的选型考虑的问题5.2.1流动空间的选择流动空间的选择是指在管程和壳程各走哪一种流体，此问题受多方面因素的制约，通常确定原则如下。9①不洁净或易结垢的流体宜走管程，因为管程清洗较方便。②腐蚀性流体宜走管程，以免管子和壳体同时

4、被腐蚀，且管子便于维修和更换。③压力高的流体宜走管程，以免壳体受压，以节省壳体金属消耗量。④被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果。⑤高温加热剂与低温冷却剂宜走管程，以减少设备的热量或冷量的损失。⑥有相变的流体宜走壳程，如冷凝传热过程，管壁面附着的冷凝液厚度即传热膜的厚度，让蒸汽走壳程有利于及时排除冷凝液，从而提高冷凝传热膜系数。⑦有毒害的流体宜走管程，以减少泄漏量。⑧粘度大的液体或流量小的流体宜走壳程，因流体在有折流挡板的壳程中流动，流速与流向不断改变，在低Re(Re>100)的情况下即可达到湍流，以提高传热效果。⑨若两流体温差较大时，

5、对流传热系数较大的流体宜走壳程。因管壁温接近于α较大的流体，以减小管子与壳体的温差，从而减小温差应力。在选择流动路径时，上述原则往往不能同时兼顾，应视具体情况分析。一般首先考虑操作压力、防腐及清洗等方面的要求。5.2.2流速的选择流体在管程或壳程中的流速，不仅直接影响传热膜系数，而且影响污垢热阻，从而影响传热系数的大小，特别对含有较易沉积颗粒的流体，流速过低甚至可能导致管路堵塞，严重影响到设备的使用，但流速增大，又将使流体阻力增大。因此选择适宜的流速是十分重要的，根据经验，表3-13、表3-14列出一些工业上常用的流速范围，以供参考。表3-13

6、列管换热器内常用的流速范围流体种类流速，m/s管程壳程一般液体易结垢液体气体0.5~3＞15~300.2~1.5＞0.53~15表3-14液体在列管换热器中的流速液体粘度，mPa.s＞15001500～500500～100100～3535～1＜1最大流速，m/s0.60.751.11.51.82.45.2.3加热剂(或冷却剂)进、出口温度的确定方法通常，被加热(或冷却)流体进、出换热器的温度由工艺条件决定，但对加热剂（或冷却剂）而言，进、出口温度则需由设计者视具体情况而定。为确保设计出的换热器在所有气候条件下均能满足工艺要求，加热剂的进口温度应

7、按所在地的冬季状况确定；冷却剂的进口温度应按所在地的夏季状况确定。若综合利用系统流体作加热剂(或冷却剂)时，因流量、入口温度确定，故可由热量衡算直接求其出口温度。用蒸汽作加热剂时，为加快传热，通常宜控制为恒温冷凝过程，蒸汽入口温度的确定要考虑蒸汽的来源、锅炉的压力等。在用水作冷却剂时，为便于循环操作、提高传热推动力，冷却水的进、出口温度差一般宜控制在5～10℃左右。5.2.4列管类型的选择对热、冷流体的温差在50℃以内时，不需要热补偿，可选用结构简单、价格低廉且易清洗的固定管板式换热器。当热、冷流体的温差超过50℃时，需要考虑热补偿。当温差校正

8、系数小于0.8的前提下若管程流体较为洁净时，宜选用价格相对便宜的U9形管式换热器，反之，应选用浮头式换热器。5.2.5管子规格与管间距的选择管子的规格