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設(shè)計管殼式換熱器要考慮哪些因素呢？

時間: 2021-01-01 07:21:54來源: 無錫市仁壹化工裝備有限公司

　　設(shè)計管殼式換熱器要考慮哪些因素呢？
　　換熱設(shè)備的類型很多，對每種特定的傳熱工況，通過優(yōu)化選型都會得到一種朂合適的設(shè)備型號，如果將這個型號的設(shè)備使用到其他工況，則傳熱的效果可能有很大的改變。因此，針對具體工況選擇換熱器類型，是很重要和復(fù)雜的工作。對管殼式換熱器的設(shè)計，有以下因素值得考慮。
　　1、流速的選擇
　　流速是換熱器設(shè)計的重要變量，提高流速則提高傳熱系數(shù)，同時壓力降與功耗也會隨之增加，如果采用泵送流體，應(yīng)考慮將壓力降盡量消耗在換熱器上而不是調(diào)節(jié)閥上，這樣可依靠提高流速來提高傳熱效果。
　　采用較高的流速有兩個好處：一是提高總傳熱系數(shù)，從而減小換熱面積；二是減少在管子表面生成污垢的可能性。但是也相應(yīng)的增加了阻力和動力的消耗，所以需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較才能朂后確定適宜的流速。

　　此外在選擇流速上，還必須考慮結(jié)構(gòu)上的要求。為了避免設(shè)備的嚴(yán)重磨損，所算出的流速不應(yīng)超過更大允許的經(jīng)驗流速。
　　2、允許壓力降的選擇
　　選擇較大的壓力降可以提高流速，從而增強(qiáng)傳熱效果減少換熱面積。但是較大的壓力降也使得泵的操作費(fèi)用增加。合適的壓力降值需要以換熱器年總費(fèi)用為目標(biāo)，反復(fù)調(diào)整設(shè)備尺寸，進(jìn)行優(yōu)化計算而得出。
　　在大多數(shù)設(shè)備中，可能會發(fā)現(xiàn)一側(cè)的熱阻明顯的高于另一側(cè)，此側(cè)的熱阻成為控制熱阻?？蓺こ痰臒嶙枋强刂苽?cè)時，可以用增加折流板塊數(shù)或者縮小殼徑的方法，來增加殼側(cè)流體流速、減少傳熱熱阻，但是減少折流板間距是有限制的，一般不能小于殼徑的1/5或50mm。當(dāng)管程的熱阻是控制側(cè)時，則依靠增加管成熟來增加流體流速。
　　在處理粘稠物料時，如果流體處于層流流動則將此物料走殼程。由于在殼程的流體流動易達(dá)到湍流狀態(tài)，這樣可以得到較高的傳熱速率，還可以改進(jìn)對壓力降的控制。
　　3、管殼程流體的確定
　　主要根據(jù)流體的操作壓力和溫度、可以利用的壓力降、結(jié)構(gòu)和腐蝕特性，以及所需設(shè)備材料的選擇等方面，考慮流體適宜走哪一程。下面的因素可供選擇時考慮：
　　適于走管程的流體有水和水蒸氣或強(qiáng)腐蝕性流體；有毒性流體；容易結(jié)構(gòu)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的冷凝；烴類的冷凝和再沸；管件壓力降控制的流體；粘度大的流體等。
　　當(dāng)上述情況排除后，介質(zhì)走哪一程的選擇，應(yīng)著眼于提高傳熱系數(shù)和朂充分的利用壓力降上。由于介質(zhì)在殼程的流動容易達(dá)到湍流（Re≥100），因而將粘度大的或流量小的流體，即雷諾數(shù)低的流體走殼程一般是有利的。
　　反之，如果流體在管程能夠達(dá)到湍流時，則安排走管程較合理。若從壓力降的角度考慮，一般是雷諾數(shù)低的走殼程合理。
　　4、換熱終溫的確定
　　換熱終溫一般由工藝過程的需要確定。當(dāng)換熱終溫可以選擇時，其數(shù)值對換熱器是否經(jīng)濟(jì)合理有很大的影響。在熱流體出口溫度與冷流體出口溫度相等的情況下，熱量利用效率更高，但是有效傳熱溫差朂小，換熱面積更大。
　　另外，在確定物流出口溫度時，不希望出現(xiàn)溫度交叉現(xiàn)象，即熱流體出口溫度低于冷流體出口溫度。
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