<address id="bbddp"></address>
      <address id="bbddp"><nobr id="bbddp"><progress id="bbddp"></progress></nobr></address><noframes id="bbddp">
      <form id="bbddp"><nobr id="bbddp"><meter id="bbddp"></meter></nobr></form>
      <sub id="bbddp"><address id="bbddp"></address></sub>

            <address id="bbddp"><nobr id="bbddp"><meter id="bbddp"></meter></nobr></address>
            ?

            華仁儀表

            江蘇華仁儀表有限公司

            追求卓越品質做專業的儀器儀表服務商

            咨詢熱線

            0517-86852728

            15396901258

            當前位置: 主頁 > 新聞資訊 > 技術支持

            換熱器工藝流程圖(換熱器的計算方法)

            文章出處:華仁儀表 發表時間:2021-09-27 15:16

            換熱器工藝計算流程 18610352092 北京高杰能源技術有限公司

            一、通過HYSYS進行換熱器的工藝計算,采用管殼式換熱器類型。

            二、打開ASPEN EDR

            三、點擊NEW,選擇Shell&tube 點擊Creat

            四、點擊SAVE,選擇保存的位置,保存名稱為XX 項目+設備位號

            五、點擊Set unit 設定換熱器計算軟件單位為SI

            六、點擊FILE/IMPROT 導入HYSYS計算軟件。選擇需要計算的換熱器。

            七、進入Console選項,選擇Calculation mode: Rating/Checking TEMA type:BEM 或者其它形式,參見《冷換設備工藝計算手冊》P88頁,參見圖2.4 TEMA換熱器型式,優先選型類型為BEM。

            八、選擇Location of hot fluit: tubeside/shellside。 參見《冷換設備工藝計算手冊》P4頁,3.管殼程流體的確定。適于走管程的流體有水和水蒸汽或強腐蝕性流體;有毒性流體;容易結垢的流體;高溫或高壓操作的流體等。適于走殼程的流體有塔頂餾出物冷凝;烴的冷凝或再沸;關鍵壓力降控制的流體;粘度大的流體。

            九、在tube OD/pitch 選擇19/25 或者 25/32。優先選用19/25 如果用于再沸器則選用25/32。

            十、在Tube pattern(布管方式) 選擇換熱器布管方式:30-Triangular, 60-Triangular ,90-Triangular,45-Triangular。具體的選型原則參見《換熱器設計手冊》P45頁。

            十一、在Tube are in baffle windows 選擇 YES 或者 No tube in baffle windows。一般選擇 YES 選擇No tube in baffle windows的情況詳見《換熱器設計手冊》P45頁。

            10.2.2 在baffle type(折流擋板的形式)中選擇 Single segmental(單圓缺形),Double segmental(雙圓缺形),Triple segmental(三圓缺形),unbaffled(無折流擋板),Rod(折流桿)具體選型參見《換熱器設計手冊》P45頁。

            十二、在 Baffled cut orientation (折流板圓缺位置)選擇Horizontal(水平切割) 或者Vertical (垂直切割),Horizontal水平切割放置的折流板適用于無相變的對流傳熱,防止殼程流體平行于管束流動,減少殼程底部液體沉積。Vertical切割適用于兩相流體,在帶有懸浮物或結垢嚴重的流體所使用的臥式冷凝器、換熱器中。

            十三、在Default exchanger material 選擇換熱器所使用的材質 carbon steel

            十四、Shell ID/OD 選擇換熱器的殼徑。一般選擇管徑為300、400、500、600、最大到2000mm。在小于400mm可以采用管材,當大于400mm 可以考慮采用板卷制。

            十五、選擇Tube length (換熱管的長度)一般都是6的倍數,因為換熱管的長度一般為 6m,這樣換熱器的材料成本比較低。2m、2.5m、3m、4m、6m。在輸入管子長度的時候,需要注意換熱的長徑比一般為5-10,再沸器的長徑比一般為3-5。

            十六、Baffle spacing center to center (折流板間距)最小的折流板間距為殼體直徑的1/5并大于50mm,最大數據為換熱器直徑。折流板間距越小,殼體的流速越高,阻力越大。同時換熱系數就會增加。通常最大折流板間距為殼體直徑的1/2并不大于TEMA規定的最大無支撐直管跨距的0.8倍。國標的擋板間距有 100,150,200,300,450,600,700。#p#分頁標題#e#

            十七、Number of baffles (折流板的數量)為默認值,EDR程序會自動計算,后續需要關注就可以了。

            十八、Number of tube/passes (管子的數量/管程)管子的數量EDR會根據提供的管間距、管子規格、殼程的管徑自動算出,在Rating模式下不需要輸入,但是管程需要輸入,管程的數量需要根據管內流體的流速,管內的阻力降,制造難度共同確定。(與殼側的管徑也有關系,如果管徑低于300mm則無法做成U型管換熱器)初次進行試算的過程中,可以先選定1,如果出現管程流速過小時候,再做進一步的調整。

            十九、點擊Set Process Data ,檢查熱流體、冷流體的流量、氣相摩爾分率等是否正確,手動輸入換熱介質的污垢熱阻:FOULING RESISTANCE 具體輸出參數,通過查表來選取。一般氣體的污垢熱阻取0.0001m2-K/W,一般冷卻水的污垢熱阻:0.00014m2-K/W。

            二十、當這些都輸入完畢后,換熱器就具備試算的條件了。點擊運行,查看計算結果。是否有警告,警告input為輸入警告,Results警告為輸出警告。判斷警告是否需要解決。逐步的進行解決,直至嚴重的報警全部消除。

            二十一、點擊查看Overall Summary ,點擊查看:Velocity ,看管程和殼程的流速,是否在合適的范圍內。氣體流速一般為10m/s,液體流速一般為1.5m/s。查看Reynolds No.vapor/liquid,(雷諾準數)管程和殼程是屬于層流區還是紊流區。

            常見流體的流速范圍

            詳見《冷換設備工藝計算手冊》P3頁,表1-2,表1-3,表1-4,表1-5。

            二十二、計算結果的校核

            22.1.總體設計尺寸,細長型的換熱器比短粗型的要經濟。通常L/D=5~10,可以增加到15~20,對于立式熱虹吸再沸器,L/D=3~10。

            22.2.面積余量,詳見Overall summary /heat Transfer Parameters/Actual/reqd area ratio-fouled/clean ,如果計算過程中,流體處于湍流狀態,管程和殼程的流速在正常范圍內,循環冷卻水的推薦流速在1.5m/s的正常情況下,面積余量取10%即可,如果換熱器的流速過低,處于層流狀態,則換熱面積余量需要考慮15%以上。

            當面積余量不足時,可以考慮如下措施:

            增加管數(用換熱面積彌補總傳熱系數的不足)

            減少管數(提高管程流速以提高對流傳熱系數)

            調整熱阻數值較大的相關項

            調整殼程的流速(一般流速增大,有利于提高換熱系數)

            22.3、壓降 允許壓降必須盡可能充分利用,如果計算壓降與允許壓降有是實質差別,則必須嘗試改變設計參數。需要認真查看校核壓降分布,使壓降大部分分布在換熱效率高的地方,如:橫掠管束的錯流流動處。如果管嘴或窗口處的壓降占總壓降的比例較大,應考慮增大管嘴尺寸及折流板圓缺率,一般希望進出口管嘴的壓降之和控制在總壓降的30%左右。在pressure drop中 pressure drop distribution 中 bundle Xflow中流速與baffle windows 中的流速的比值 控制在0.8-1.2,盡可能接近1,如果偏差比較大,則需要調整優化折流板間距和折流板的切割率。#p#分頁標題#e#

            允許壓降必須盡可能加以利用,如果計算壓降與允許壓降有實質差別,則必須嘗試改變設計參數。在校核了計算所得壓降值是否小于允許值之后,應對壓降的分布作進一步的校核,這其中包括有進、出口接管處壓降、錯流和管窗流的壓降,壓力降必須大部分分布在換熱率高的地方,如橫掠管束的錯流流動處;如果在接管或管窗處的壓降占總壓降的比例較大,應考慮增大接管尺寸及折流板間距。一般對進、出口接管的壓降希望控制在總壓降的30%左右。特別對有軸向接管的換熱器,接管部分的壓降最好控制在總壓降的30%以下,否則會造成管子進口處的偏流。為防止物流對殼程入口處的管子進行沖擊,引起振動和腐蝕,一般均在換熱器殼程進口處設置防沖板或分布器,在計算壓降時要有所考慮。另一個必須記住的事實是,允許壓降是人為給定的,所以,如果在設計中允許壓降得到了充分利用,而增加一

            22.4、總體的傳熱系數應該與經驗值基本相當,常見管殼式換熱器換熱系數可以見表。 首先從流體的相態、物性和以往經驗上來分析計算結果是否合理。另外,污 垢系數的選取對傳熱系數也有很大的影響,對計算結果應綜合分析,并結合實際經驗來評定。

            常用的列管是換熱器的傳熱系數

            22.5、熱阻大小

            首先根據流體的物系及實際經驗來推斷一下傳熱系數值是否合理,應特別注意管內雷諾數的大小。在層流流動(管側Re<2000,殼側Re<300)和過渡區流動中,應使用分段計算的方式(HTFS程序無此功能),以確保傳熱系數值計算的正確。在評估計算結果的同時,應考慮程序計算的精確度。如果熱阻在管側和殼側分布平衡,則該設計是好的,如果一側熱阻值過大,應該分析原因,分析管、殼側冷、熱流體的分布是否合理,如果是由于某一側污垢系數過大而引起的,則可不必進一步修改原設計。

            22.6 流速

            需校核管子進出口處、殼側進口處和接管內的流速。一般來說流體流速在允許壓降范圍內應盡量選高一些,以便獲得較大的換熱系數和較小污垢沉積,但流速過大會造成腐蝕并發生管子振動,而流速過小則管內易結垢。對冷卻水系統,設計計算時可參考下表中推薦的值(碳鋼管)。

            如果冷卻水的流速低于上表中的最小流速,最好征得工藝工程師的同意增大允許壓降或變化冷卻水的流率。

            對冷卻水以外的單相和兩相流用ρv2值判斷。對殼側進口流速,按TEMA規定ρv2值不能超過5950 Kg/MS2(碳鋼管)。對管窗內不排管換熱器,管窗流速應為錯流速度的2 ~ 2.5倍,氣體和蒸汽的流速可在8 ~ 30m/s之間。

            22.7 殼側流路分析

            HTRI程序在計算結果中對殼側各流路給出了較詳細的分析,可以參考下表中給 A,B,C,E,F流的推薦值。#p#分頁標題#e#

            流路A--折流板管孔和管子之間的泄漏流路;

            流路B--錯流流路;

            流路C--管束外圍和殼內壁之間的旁流流路;

            流路E--折流板與殼內壁之間的泄漏流路;

            流路F--管程分程隔板處的中間穿流流路。

            最大限度地加大B-stream(錯流),減少泄漏流,而事實上漏流不可能也不必要被全 部阻止,因為安裝換熱器時總需要有間隙。

            22.7 對折流板的設計分析

            單圓缺和雙圓缺折流板為管殼式換熱器中常用的折流板型式,換熱器中折流板的布置對設計計算有很大影響,一般從下面幾各方面來檢查原設計是否合理。

            a. 從流體流動、傳熱和污垢系數等方面考慮,最好將折流板的圓缺高度控制在殼體直徑的20 ~ 30%,而板間距則控制在殼體直徑30 ~ 50%之間,并不應小于50mm。

            b. 避免大圓缺小間距或小圓缺大間距的設計。應優化選取折流板圓缺的大小和板間距大小,通常β值(折流板圓缺修正系數)最好在0.9 ~ 0.92之間。

            c. 除了管窗內不排管以外,流體的錯流速度和在管窗內的流動速度不應相差太大,流體在 X-flow 和 Window 內的速度大并且越接近越好。

            d. 如果殼側壓降受到允許壓降的限制,考慮使用雙圓缺折流板,若還是不行,考 慮變化殼體型式,選用TEMA的J、G、H、X型殼體。

            22.8 有效平均溫差

            在HTRI程序中是這樣描述有效平均溫差的:

            EffectiveMTD=(LMTD)(F)(DELTA)

            其中:LMTD為對數平均溫差

            F=(TUBE)(BAFFLES)(F/G)(HOT/COLD)

            TUBE:即Ft,是對管側多管程流動的修正系數。通常設計計算時應保證Ft大于0.8。當Ft小于0.8時,換熱器的經濟效益是不合理的,此時應另選其它流動型式,以提高 Ft值。如:增加管程數或殼程數,或著用幾臺換熱器串聯,必要時亦可調整溫度條件。但在特殊情況下,如溫度有0.5 ~ 1.0°C交叉時,Ft=0.75,也能接受。

            BAFFLE:即折流板數修正系數。當折流板數較少時,殼側流體的混合流動性能較低,故需進行修正。通常此值等于1.0。

            DELTA: 溫度變形系數。這個系數是用來計算E流對溫度差的影響大小的。設計計算時希望δA>0.8,若δA<0.8,應考慮采用E流路小的折流板型式,也可增加換熱器的串聯數。

            HOT/COLD:是對由于物性參數變化而造成的總傳熱系數變化的修正,通常為0.98~1.0。

            F/G:在TEMAF型殼體和G型殼體中,有一縱向橫隔板,F/G就是對通過此板的熱量泄漏的修正。如果F/G<0.95,考慮使用保溫板或增加殼程串聯數。

            22.9 管子振動

            換熱管的管束屬于彈性體,被流過的流體擾動,離開其平衡位置,管子產生振動。在殼側,拉桿和隔板也有振動的傾向,但這些部件的剛性比管子大,所以不容易被激起振動。設計計算結束后為保證換熱器的穩定操作,應校核計算結果中的有關管振動各項數值,如:臨界流動速度(criticalvelocity)、渦流脫落(vortexshedding)、湍流抖振(turbulentbuffeting)、聲音共振(acousticresonance)和振幅等。通常當折流板間距(包括進、出口處)超過400mm時,有可能發生管子振動。當殼側物流為液體時,需仔細檢查臨界流動速度及渦流脫落頻率值的大??;而當殼側物流是氣體時,應仔細檢查臨界流動速度、渦流脫落、湍流抖振、聲音共振和振幅等值是否滿足無振動的要求。如果因為在進、出口處的折流板間距過大而造成了振動,可通過在接管口下增加支撐板來避免。另外為避免振動的發生,折流板間距應小于TEMA最大不支撐長度的80%。#p#分頁標題#e#

            22.10 如何調整設計方案,得到最佳計算結果

            通常情況下,象溫度、壓降和傳熱系數等設計計算控制要素很少彼此較好地相配合,經常是某一設計要素為設計計算的控制因素,由于一個簡單的設計變更能帶來設備尺寸的減小,因此找出控制因素能盡快有效的幫你解決問題。

            11.4.1傳熱系數為控制因素時

            總傳熱阻力的大小主要是由殼側、管側、污垢和管子的金屬阻力來決定的,為了提高總傳熱系數的大小,應分析是哪一側的傳熱系數影響了它,采用何種方法,可以提高傳熱系數值。

            a.提高殼側傳熱系數的方法

            -使用低翅管

            -減小換熱管外徑和管間距

            -提高B流速度(可使用密封設備或減小殼體和折流板之間的間距)

            -選用F型或G型殼體

            b.提高管側傳熱系數的方法

            -減小管外徑

            -增加管長

            -變換流動分布,管側流動改為殼側流動

            11.4.2 壓力降為控制因素時

            a.可通過下述方法來減小殼側壓力降

            -使用雙圓缺折流板或管窗內不排管

            -選用TEMA J型殼體

            -增加管間距

            -改變流向角,可選用45°或90°

            b.可通過下述方法來減小管側壓力降

            -增大管子外徑

            -減小管長

            11.4.3 溫差推動力為限制因素時

            為提高溫差推動力,最好選用純逆流型設備。

            -增加殼程數

            -減小E流的大小

            11.4.4設計中預料到振動時應采取什么措施

            應采取以下措施中的一種或多種,以降低擾動頻率或增加自然頻率。

            1) 減小管子跨距長度:這可以增加自然頻率同時也使錯流速度增加。

            2) 減小殼側流體速度:可以用減小流量和改變管距或流向角的方法達到這個目的,結果是使擾動頻率降低。

            3) 改變折流板型式:折流板窗中無管的設計,使所有的管子都受到支撐,因此,將折流板改變成這種形式,可以減少最長跨距的管子,因而可以增加自然頻率。

            4) 降低殼體入口流速:如果對進口區域的可靠性有疑問,應使用較大的進口管直徑、防沖板,并環繞殼體安裝一個擋板,以便提供較大的進口面積,這樣可以減少干擾頻率。

            5) 增加折流板厚度。

            6) 將管與折流板孔之間的間隙減至最小。

            7) 折流板材料不應比管子材料硬。

            8) 使用厚壁管并使管子緊固。

            9) 如果預計有聲學振動,則可采用解諧隔板。

            10) 堵塞所有旁路流和流程分隔漏流,因為這些地方流速高(由于流動阻力),可能局部損壞管子。

            在上面1)~3)項中,換熱器的熱力性能和壓降都必須重新計算。第4)~9)項不明顯影響換熱器的熱力性質。第5)~8)項增加了自然頻率。第10)項可以加強熱力性能。

            換熱器工藝計算流程

            一、通過HYSYS進行換熱器的工藝計算,采用管殼式換熱器類型。#p#分頁標題#e#

            二、打開ASPEN EDR

            三、點擊NEW,選擇Shell&tube 點擊Creat

            四、點擊SAVE,選擇保存的位置,保存名稱為XX 項目+設備位號

            五、點擊Set unit 設定換熱器計算軟件單位為SI

            六、點擊FILE/IMPROT 導入HYSYS計算軟件。選擇需要計算的換熱器。

            七、進入Console選項,選擇Calculation mode: Rating/Checking TEMA type:BEM 或者其它形式,參見《冷換設備工藝計算手冊》P88頁,參見圖2.4 TEMA換熱器型式,優先選型類型為BEM。

            八、選擇Location of hot fluit: tubeside/shellside。 參見《冷換設備工藝計算手冊》P4頁,3.管殼程流體的確定。適于走管程的流體有水和水蒸汽或強腐蝕性流體;有毒性流體;容易結垢的流體;高溫或高壓操作的流體等。適于走殼程的流體有塔頂餾出物冷凝;烴的冷凝或再沸;關鍵壓力降控制的流體;粘度大的流體。

            九、在tube OD/pitch 選擇19/25 或者 25/32。優先選用19/25 如果用于再沸器則選用25/32。

            十、在Tube pattern(布管方式) 選擇換熱器布管方式:30-Triangular, 60-Triangular ,90-Triangular,45-Triangular。具體的選型原則參見《換熱器設計手冊》P45頁。

            十一、在Tube are in baffle windows 選擇 YES 或者 No tube in baffle windows。一般選擇 YES 選擇No tube in baffle windows的情況詳見《換熱器設計手冊》P45頁。

            10.2.2 在baffle type(折流擋板的形式)中選擇 Single segmental(單圓缺形),Double segmental(雙圓缺形),Triple segmental(三圓缺形),unbaffled(無折流擋板),Rod(折流桿)具體選型參見《換熱器設計手冊》P45頁。

            十二、在 Baffled cut orientation (折流板圓缺位置)選擇Horizontal(水平切割) 或者Vertical (垂直切割),Horizontal水平切割放置的折流板適用于無相變的對流傳熱,防止殼程流體平行于管束流動,減少殼程底部液體沉積。Vertical切割適用于兩相流體,在帶有懸浮物或結垢嚴重的流體所使用的臥式冷凝器、換熱器中。

            十三、在Default exchanger material 選擇換熱器所使用的材質 carbon steel

            十四、Shell ID/OD 選擇換熱器的殼徑。一般選擇管徑為300、400、500、600、最大到2000mm。在小于400mm可以采用管材,當大于400mm 可以考慮采用板卷制。

            十五、選擇Tube length (換熱管的長度)一般都是6的倍數,因為換熱管的長度一般為 6m,這樣換熱器的材料成本比較低。2m、2.5m、3m、4m、6m。在輸入管子長度的時候,需要注意換熱的長徑比一般為5-10,再沸器的長徑比一般為3-5。

            十六、Baffle spacing center to center (折流板間距)最小的折流板間距為殼體直徑的1/5并大于50mm,最大數據為換熱器直徑。折流板間距越小,殼體的流速越高,阻力越大。同時換熱系數就會增加。通常最大折流板間距為殼體直徑的1/2并不大于TEMA規定的最大無支撐直管跨距的0.8倍。國標的擋板間距有 100,150,200,300,450,600,700。#p#分頁標題#e#

            十七、Number of baffles (折流板的數量)為默認值,EDR程序會自動計算,后續需要關注就可以了。

            十八、Number of tube/passes (管子的數量/管程)管子的數量EDR會根據提供的管間距、管子規格、殼程的管徑自動算出,在Rating模式下不需要輸入,但是管程需要輸入,管程的數量需要根據管內流體的流速,管內的阻力降,制造難度共同確定。(與殼側的管徑也有關系,如果管徑低于300mm則無法做成U型管換熱器)初次進行試算的過程中,可以先選定1,如果出現管程流速過小時候,再做進一步的調整。

            十九、點擊Set Process Data ,檢查熱流體、冷流體的流量、氣相摩爾分率等是否正確,手動輸入換熱介質的污垢熱阻:FOULING RESISTANCE 具體輸出參數,通過查表來選取。一般氣體的污垢熱阻取0.0001m2-K/W,一般冷卻水的污垢熱阻:0.00014m2-K/W。

            二十、當這些都輸入完畢后,換熱器就具備試算的條件了。點擊運行,查看計算結果。是否有警告,警告input為輸入警告,Results警告為輸出警告。判斷警告是否需要解決。逐步的進行解決,直至嚴重的報警全部消除。

            二十一、點擊查看Overall Summary ,點擊查看:Velocity ,看管程和殼程的流速,是否在合適的范圍內。氣體流速一般為10m/s,液體流速一般為1.5m/s。查看Reynolds No.vapor/liquid,(雷諾準數)管程和殼程是屬于層流區還是紊流區。

            常見流體的流速范圍

            詳見《冷換設備工藝計算手冊》P3頁,表1-2,表1-3,表1-4,表1-5。

            二十二、計算結果的校核

            22.1.總體設計尺寸,細長型的換熱器比短粗型的要經濟。通常L/D=5~10,可以增加到15~20,對于立式熱虹吸再沸器,L/D=3~10。

            22.2.面積余量,詳見Overall summary /heat Transfer Parameters/Actual/reqd area ratio-fouled/clean ,如果計算過程中,流體處于湍流狀態,管程和殼程的流速在正常范圍內,循環冷卻水的推薦流速在1.5m/s的正常情況下,面積余量取10%即可,如果換熱器的流速過低,處于層流狀態,則換熱面積余量需要考慮15%以上。

            當面積余量不足時,可以考慮如下措施:

            增加管數(用換熱面積彌補總傳熱系數的不足)

            減少管數(提高管程流速以提高對流傳熱系數)

            調整熱阻數值較大的相關項

            調整殼程的流速(一般流速增大,有利于提高換熱系數)

            22.3、壓降 允許壓降必須盡可能充分利用,如果計算壓降與允許壓降有是實質差別,則必須嘗試改變設計參數。需要認真查看校核壓降分布,使壓降大部分分布在換熱效率高的地方,如:橫掠管束的錯流流動處。如果管嘴或窗口處的壓降占總壓降的比例較大,應考慮增大管嘴尺寸及折流板圓缺率,一般希望進出口管嘴的壓降之和控制在總壓降的30%左右。在pressure drop中 pressure drop distribution 中 bundle Xflow中流速與baffle windows 中的流速的比值 控制在0.8-1.2,盡可能接近1,如果偏差比較大,則需要調整優化折流板間距和折流板的切割率。#p#分頁標題#e#

            允許壓降必須盡可能加以利用,如果計算壓降與允許壓降有實質差別,則必須嘗試改變設計參數。在校核了計算所得壓降值是否小于允許值之后,應對壓降的分布作進一步的校核,這其中包括有進、出口接管處壓降、錯流和管窗流的壓降,壓力降必須大部分分布在換熱率高的地方,如橫掠管束的錯流流動處;如果在接管或管窗處的壓降占總壓降的比例較大,應考慮增大接管尺寸及折流板間距。一般對進、出口接管的壓降希望控制在總壓降的30%左右。特別對有軸向接管的換熱器,接管部分的壓降最好控制在總壓降的30%以下,否則會造成管子進口處的偏流。為防止物流對殼程入口處的管子進行沖擊,引起振動和腐蝕,一般均在換熱器殼程進口處設置防沖板或分布器,在計算壓降時要有所考慮。另一個必須記住的事實是,允許壓降是人為給定的,所以,如果在設計中允許壓降得到了充分利用,而增加一

            22.4、總體的傳熱系數應該與經驗值基本相當,常見管殼式換熱器換熱系數可以見表。 首先從流體的相態、物性和以往經驗上來分析計算結果是否合理。另外,污 垢系數的選取對傳熱系數也有很大的影響,對計算結果應綜合分析,并結合實際經驗來評定。

            常用的列管是換熱器的傳熱系數

            22.5、熱阻大小

            首先根據流體的物系及實際經驗來推斷一下傳熱系數值是否合理,應特別注意管內雷諾數的大小。在層流流動(管側Re<2000,殼側Re<300)和過渡區流動中,應使用分段計算的方式(HTFS程序無此功能),以確保傳熱系數值計算的正確。在評估計算結果的同時,應考慮程序計算的精確度。如果熱阻在管側和殼側分布平衡,則該設計是好的,如果一側熱阻值過大,應該分析原因,分析管、殼側冷、熱流體的分布是否合理,如果是由于某一側污垢系數過大而引起的,則可不必進一步修改原設計。

            22.6 流速

            需校核管子進出口處、殼側進口處和接管內的流速。一般來說流體流速在允許壓降范圍內應盡量選高一些,以便獲得較大的換熱系數和較小污垢沉積,但流速過大會造成腐蝕并發生管子振動,而流速過小則管內易結垢。對冷卻水系統,設計計算時可參考下表中推薦的值(碳鋼管)。

            如果冷卻水的流速低于上表中的最小流速,最好征得工藝工程師的同意增大允許壓降或變化冷卻水的流率。

            對冷卻水以外的單相和兩相流用ρv2值判斷。對殼側進口流速,按TEMA規定ρv2值不能超過5950 Kg/MS2(碳鋼管)。對管窗內不排管換熱器,管窗流速應為錯流速度的2 ~ 2.5倍,氣體和蒸汽的流速可在8 ~ 30m/s之間。

            22.7 殼側流路分析

            HTRI程序在計算結果中對殼側各流路給出了較詳細的分析,可以參考下表中給 A,B,C,E,F流的推薦值。#p#分頁標題#e#

            流路A--折流板管孔和管子之間的泄漏流路;

            流路B--錯流流路;

            流路C--管束外圍和殼內壁之間的旁流流路;

            流路E--折流板與殼內壁之間的泄漏流路;

            流路F--管程分程隔板處的中間穿流流路。

            最大限度地加大B-stream(錯流),減少泄漏流,而事實上漏流不可能也不必要被全 部阻止,因為安裝換熱器時總需要有間隙。

            22.7 對折流板的設計分析

            單圓缺和雙圓缺折流板為管殼式換熱器中常用的折流板型式,換熱器中折流板的布置對設計計算有很大影響,一般從下面幾各方面來檢查原設計是否合理。

            a. 從流體流動、傳熱和污垢系數等方面考慮,最好將折流板的圓缺高度控制在殼體直徑的20 ~ 30%,而板間距則控制在殼體直徑30 ~ 50%之間,并不應小于50mm。

            b. 避免大圓缺小間距或小圓缺大間距的設計。應優化選取折流板圓缺的大小和板間距大小,通常β值(折流板圓缺修正系數)最好在0.9 ~ 0.92之間。

            c. 除了管窗內不排管以外,流體的錯流速度和在管窗內的流動速度不應相差太大,流體在 X-flow 和 Window 內的速度大并且越接近越好。

            d. 如果殼側壓降受到允許壓降的限制,考慮使用雙圓缺折流板,若還是不行,考 慮變化殼體型式,選用TEMA的J、G、H、X型殼體。

            22.8 有效平均溫差

            在HTRI程序中是這樣描述有效平均溫差的:

            EffectiveMTD=(LMTD)(F)(DELTA)

            其中:LMTD為對數平均溫差

            F=(TUBE)(BAFFLES)(F/G)(HOT/COLD)

            TUBE:即Ft,是對管側多管程流動的修正系數。通常設計計算時應保證Ft大于0.8。當Ft小于0.8時,換熱器的經濟效益是不合理的,此時應另選其它流動型式,以提高 Ft值。如:增加管程數或殼程數,或著用幾臺換熱器串聯,必要時亦可調整溫度條件。但在特殊情況下,如溫度有0.5 ~ 1.0°C交叉時,Ft=0.75,也能接受。

            BAFFLE:即折流板數修正系數。當折流板數較少時,殼側流體的混合流動性能較低,故需進行修正。通常此值等于1.0。

            DELTA: 溫度變形系數。這個系數是用來計算E流對溫度差的影響大小的。設計計算時希望δA>0.8,若δA<0.8,應考慮采用E流路小的折流板型式,也可增加換熱器的串聯數。

            HOT/COLD:是對由于物性參數變化而造成的總傳熱系數變化的修正,通常為0.98~1.0。

            F/G:在TEMAF型殼體和G型殼體中,有一縱向橫隔板,F/G就是對通過此板的熱量泄漏的修正。如果F/G<0.95,考慮使用保溫板或增加殼程串聯數。

            22.9 管子振動

            換熱管的管束屬于彈性體,被流過的流體擾動,離開其平衡位置,管子產生振動。在殼側,拉桿和隔板也有振動的傾向,但這些部件的剛性比管子大,所以不容易被激起振動。設計計算結束后為保證換熱器的穩定操作,應校核計算結果中的有關管振動各項數值,如:臨界流動速度(criticalvelocity)、渦流脫落(vortexshedding)、湍流抖振(turbulentbuffeting)、聲音共振(acousticresonance)和振幅等。通常當折流板間距(包括進、出口處)超過400mm時,有可能發生管子振動。當殼側物流為液體時,需仔細檢查臨界流動速度及渦流脫落頻率值的大??;而當殼側物流是氣體時,應仔細檢查臨界流動速度、渦流脫落、湍流抖振、聲音共振和振幅等值是否滿足無振動的要求。如果因為在進、出口處的折流板間距過大而造成了振動,可通過在接管口下增加支撐板來避免。另外為避免振動的發生,折流板間距應小于TEMA最大不支撐長度的80%。#p#分頁標題#e#

            22.10 如何調整設計方案,得到最佳計算結果

            通常情況下,象溫度、壓降和傳熱系數等設計計算控制要素很少彼此較好地相配合,經常是某一設計要素為設計計算的控制因素,由于一個簡單的設計變更能帶來設備尺寸的減小,因此找出控制因素能盡快有效的幫你解決問題。

            11.4.1傳熱系數為控制因素時

            總傳熱阻力的大小主要是由殼側、管側、污垢和管子的金屬阻力來決定的,為了提高總傳熱系數的大小,應分析是哪一側的傳熱系數影響了它,采用何種方法,可以提高傳熱系數值。

            a.提高殼側傳熱系數的方法

            -使用低翅管

            -減小換熱管外徑和管間距

            -提高B流速度(可使用密封設備或減小殼體和折流板之間的間距)

            -選用F型或G型殼體

            b.提高管側傳熱系數的方法

            -減小管外徑

            -增加管長

            -變換流動分布,管側流動改為殼側流動

            11.4.2 壓力降為控制因素時

            a.可通過下述方法來減小殼側壓力降

            -使用雙圓缺折流板或管窗內不排管

            -選用TEMA J型殼體

            -增加管間距

            -改變流向角,可選用45°或90°

            b.可通過下述方法來減小管側壓力降

            -增大管子外徑

            -減小管長

            11.4.3 溫差推動力為限制因素時

            為提高溫差推動力,最好選用純逆流型設備。

            -增加殼程數

            -減小E流的大小

            11.4.4設計中預料到振動時應采取什么措施

            應采取以下措施中的一種或多種,以降低擾動頻率或增加自然頻率。

            1) 減小管子跨距長度:這可以增加自然頻率同時也使錯流速度增加。

            2) 減小殼側流體速度:可以用減小流量和改變管距或流向角的方法達到這個目的,結果是使擾動頻率降低。

            3) 改變折流板型式:折流板窗中無管的設計,使所有的管子都受到支撐,因此,將折流板改變成這種形式,可以減少最長跨距的管子,因而可以增加自然頻率。

            4) 降低殼體入口流速:如果對進口區域的可靠性有疑問,應使用較大的進口管直徑、防沖板,并環繞殼體安裝一個擋板,以便提供較大的進口面積,這樣可以減少干擾頻率。

            5) 增加折流板厚度。

            6) 將管與折流板孔之間的間隙減至最小。

            7) 折流板材料不應比管子材料硬。

            8) 使用厚壁管并使管子緊固。

            9) 如果預計有聲學振動,則可采用解諧隔板。

            10) 堵塞所有旁路流和流程分隔漏流,因為這些地方流速高(由于流動阻力),可能局部損壞管子。

            在上面1)~3)項中,換熱器的熱力性能和壓降都必須重新計算。第4)~9)項不明顯影響換熱器的熱力性質。第5)~8)項增加了自然頻率。第10)項可以加強熱力性能。

            同類文章排行

            最新資訊文章

            ?
          1. 首頁
          2. 電話
          3. QQ
          4. 聯系
          5. 欧美杂交大屁股hd

              <address id="bbddp"></address>
                <address id="bbddp"><nobr id="bbddp"><progress id="bbddp"></progress></nobr></address><noframes id="bbddp">
                <form id="bbddp"><nobr id="bbddp"><meter id="bbddp"></meter></nobr></form>
                <sub id="bbddp"><address id="bbddp"></address></sub>

                      <address id="bbddp"><nobr id="bbddp"><meter id="bbddp"></meter></nobr></address>