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换热器管程数 换热器中什么叫管程数具体是什么意义

发布时间:2022-04-11 22:54:07 来源:澳客比分直播 作者:足彩胜负澳客网     


  多管程换热器是在换热器的一端或两端的管箱内设置一个或若干个隔板,使流体每次只流过换热器中的一组换热管,最后由出口流出换热器。固定管扳式换热器有单管程和多管程两种结构型式。当管程数为偶数时,管程流体的出、入口均安装在换热器的同一端,当管程数为奇数时,管程流体的出入口则分别安装在换热器的两端。1、偶数管程的换热器,无论制造、操作和检修都比较方便,因此应用的较为广泛。常用的管程数有2、4、6三种。2、奇数管程除单程外,其它则很少使用。多管程换热器可以提高管内流体流速,提高传热效率。但是,由于管程数较多,流体与换热管摩擦损失和进、出口的局部阻力损失都增大;隔板占去的布管面积较多;构造复杂,设备的安装、拆卸和清洗比较困难。因此管程数不宜过多。3、单管程固定管板换热器除制造、操作和检修比较方便,管程阻力小外,它的最大优点是能实现纯逆流传热。即壳程流体的流动方向与管程流体的流动方向相反,因而它的传热效率大大高于其它顺、混流式换热器。因此在设计、选用时应考虑单管程固定管板换热器的这一特点。

  又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。结构 由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成(见图)。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,这称为多管程。同样,为提高管外流速,也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间,称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。类型 由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。因此,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为以下几种主要类型:① 固定管板式换热器 管束两端的管板与壳体联成一体,结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时,可在壳体上安装有弹性的补偿圈,以减小热应力。② 浮头式换热器 管束一端的管板可自由浮动,完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广,但结构比较复杂,造价较高。③ U型管换热器 每根换热管皆弯成U形,两端分别固定在同一管板上下两区,借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力,结构比浮头式简单,但管程不易清洗。非金属材料换热器 化工生产中强腐蚀性流体的换热,需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金属材料制作管壳式换热器。这类换热器的换热性能较差,只用于压力低、振动小、温度较低的场合。流道的选择 进行换热的冷热两流体,按以下原则选择流道:①不洁净和易结垢流体宜走管程,因管内清洗较方便;②腐蚀性流体宜走管程,以免管束与壳体同时受腐蚀;③压力高的流体宜走管程,以免壳体承受压力;④饱和蒸汽宜走壳程,因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关,且冷凝液容易排出;⑤若两流体温度差较大,选用固定管板式换热器时,宜使传热分系数大的流体走壳程,以减小热应力。操作强化 当管壁两侧传热分系数相差很大时(如粘度小的液体与气体间的换热),应设法减小传热分系数低的一侧的热阻。如果管外传热分系数小,可采用外螺纹管(低翅片管),以增大管外一侧的传热面积和流体湍动,减小热阻。如果管内传热分系数小,可在管内设置麻花铁,螺旋圈等添加物,以增强管内扰动,强化换热,当然这时流体的流动阻力也将增大。需要考虑很多因素:宜走管内的流体:1)不洁净和易结垢的流体,因为管内清洗方便;2)腐蚀性的流体,因为可避免管子、壳体同时受腐蚀,且管子便于清洗和检修;3)压强高的流体,因为可以节省壳体材料;4)有毒的流体,因为可减少泄漏的机会。宜走壳程的介质:1)饱和蒸汽,因为可便于及时排除冷凝液,且蒸汽比较干净,清洗比较方便;2)被冷却的流体,因为可利用壳体散热,增强冷却效果;3)粘度大的流体或流量小的流体,因为流体在折流板的作用下,可提高流动对流传热系数;4)对于刚性结构的换热器,若两流体的温差大,对流传热系数较大的介质走壳程,可减少热应力。名词解释

  流体是能流动的物质,它是一种受任何微小剪切力的作用都会连续变形的物体。流体是液体和气体的总称。它具有易流动性,可压缩性,黏性。由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的流体,都有一定的可压缩性,液体可压缩性很小,而气体的可压缩性较大,在流体的形状改变时,流体各层之间也存在一定的运动阻力(即粘滞性)。当流体的粘滞性和可压缩性很小时,可近似看作是理想流体,它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型。

  换热器(heat exchanger),是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位,其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用广泛。

  由内、外两个曲面围成,厚度t远小于中面最小曲半径率R和平面尺寸的片状结构,是薄壳、中厚壳的总称。薄壳是指t/R小于0.05的壳体。

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