管殼式熱交換器-設(shè)計3

1、1熱交換器原理與設(shè)計第二章 管殼式換熱器-設(shè)計3 22.3 管殼式熱交換器的結(jié)構(gòu)計算任務(wù):確定設(shè)備的主要尺寸內(nèi)容 :管程流通截面積確定殼體直徑殼程流通截面積進出口連接管尺寸一、管程流通截面積的計算單管程熱交換器的管程流通截面積為：3ttttwMA/式中： At為管程流通截面積，m2；Mt為管程流體的質(zhì)量流量，Kg/s；t為管程流體的密度，Kg/m3；Wt為管程流體的流速，m/s；需管數(shù)n21td/4An式中：d1管子內(nèi)徑，m；4每根管子的長度L為dn/FL式中：F熱計算所需要的傳熱面m2；d管子的計算直徑，m計算直徑的選取方法：計算直徑的選取方法： 一般情況下，管子的計算直徑取換熱系數(shù)小的一般

2、情況下，管子的計算直徑取換熱系數(shù)小的那一側(cè)的，只有在兩側(cè)的換熱系數(shù)相近時才取平均那一側(cè)的，只有在兩側(cè)的換熱系數(shù)相近時才取平均直徑作為計算直徑。直徑作為計算直徑。5換熱管的長度與殼體直徑的比值在換熱管的長度與殼體直徑的比值在425之間；之間；一般為一般為610，對于立式熱交換器而言比值為，對于立式熱交換器而言比值為46。若算得的管長過長，則應(yīng)該做成多程的熱交換器。若算得的管長過長，則應(yīng)該做成多程的熱交換器。換熱管長度取值：換熱管長度取值：管程數(shù)管程數(shù)Zt為為：lL/Zt式中：l所確定的管子的長度所確定的管子的長度mL管程總長管程總長，m；6管子的總根數(shù)ttnZn n每程管數(shù)每程管數(shù)式中式中：流程

3、數(shù)的選取：流程數(shù)的選?。哼^多過多隔板隔板在管板上占去過多的面積，管板排管數(shù)降低在管板上占去過多的面積，管板排管數(shù)降低增加流體穿過增加流體穿過隔板隔板墊片短路的機會墊片短路的機會增加流體的轉(zhuǎn)彎次數(shù)及流動阻力增加流體的轉(zhuǎn)彎次數(shù)及流動阻力流程數(shù)適中流程數(shù)適中7程數(shù)宜取偶數(shù)，以使流體的進、出口程數(shù)宜取偶數(shù)，以使流體的進、出口連接管做在同一封頭管箱上，便于制造。連接管做在同一封頭管箱上，便于制造。二、殼體直徑的確定內(nèi)徑內(nèi)徑方法方法作圖（可靠，準(zhǔn)確）估算bsbDs218式中：b管束中心線上最外層管中心至殼體內(nèi)壁距離，管束中心線上最外層管中心至殼體內(nèi)壁距離，b（11.5）d0(d0為管外徑為管外徑)。b 沿

4、六邊形對角線上的管數(shù)。沿六邊形對角線上的管數(shù)。估算估算 當(dāng)管子按照等邊三角形排列時，當(dāng)管子按照等邊三角形排列時， ； 當(dāng)管子接正方形排列時當(dāng)管子接正方形排列時tnb1 . 1tnb19. 1殼體的外徑強度強度鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定加以確定9 公稱直徑小于或等于公稱直徑小于或等于400mm400mm的熱交換器，可以采用無縫鋼管的熱交換器，可以采用無縫鋼管制作圓筒，卷制圓筒的公稱直徑以制作圓筒，卷制圓筒的公稱直徑以400mm400mm為基礎(chǔ)，以為基礎(chǔ)，以100mm100mm，為進級檔，必要的時候允許以為進級檔，必要的時候允許以50mm50mm為進級檔。為進級檔。三、殼程流通截面積的計算內(nèi)容：內(nèi)容：

5、確定縱向隔板或折流板的數(shù)目與尺寸。確定縱向隔板或折流板的數(shù)目與尺寸?？v向隔板sssswMA/式中：A AS S為殼程流通截面積，為殼程流通截面積，m m2 2；M Ms s殼程流體的質(zhì)量流量，殼程流體的質(zhì)量流量，Kg/sKg/s；s s殼程流體的密度，殼程流體的密度，Kg/mKg/m3 3w ws s殼程流體的流速，殼程流體的流速，m/sm/s；10縱向隔板長度確定的縱向隔板長度確定的基本原則基本原則：流體在縱向隔板轉(zhuǎn)彎時的流流體在縱向隔板轉(zhuǎn)彎時的流速速各流程中順管束流動時速度。各流程中順管束流動時速度。殼程流通截面積殼程流通截面積2024dnDZAtsss20224dnDAZtsss流程數(shù)流

6、程數(shù)11弓形折流板缺口高度缺口高度缺口處的流通截面積缺口處的流通截面積兩折流板間錯流的流通截面積兩折流板間錯流的流通截面積缺口高度確定原則缺口高度確定原則為避免流動速度變化引起壓降，流體在缺口處的流通為避免流動速度變化引起壓降，流體在缺口處的流通截面積與流體在兩折流板間錯流的流通截面積接近。截面積與流體在兩折流板間錯流的流通截面積接近。12流體在缺口處的流通截面積流體在缺口處的流通截面積Abwtwgb缺口處管子所占面積A缺口總截面積AA132sin212142sswgDhDActwtFndA1820缺口總截面積缺口總截面積缺口處管子所占面積缺口處管子所占面積FC為錯流區(qū)內(nèi)管子數(shù)占總管數(shù)的百分?jǐn)?shù)

7、為錯流區(qū)內(nèi)管子數(shù)占總管數(shù)的百分?jǐn)?shù)式中：LsLsLscDhDDhDDhDF2arccos22arccossin221h表示折流板缺口高度，表示折流板缺口高度，m；Ds表示熱交換器殼體內(nèi)徑表示熱交換器殼體內(nèi)徑，m；式中：DL表示最大布管圓直徑表示最大布管圓直徑，m14折流板切口中心角，弧度；折流板切口中心角，弧度；sDh21arccos2兩折流板間錯流的流通截面積兩折流板間錯流的流通截面積AC正方形斜轉(zhuǎn)或直列排列時00dssdDDDlAnLLssc三角形排列時00dssdDDDlALLssc15式中：ls折流板間距；d0管子外徑；s管間距；sn與流向垂直的管間距。As，Ab，Ac之間的關(guān)系cbsAAA As為保證流速所需要的流通截面積為保證流速所需要的流通截面積 A Ab b流體在缺口處的流通截面積流體在缺口處的流通截面積AC兩折流板間錯流的流通截面積兩折流板間錯流的流通截面積16（3）盤環(huán)形折流板）盤環(huán)形折流板環(huán)板圓孔處的流通面積環(huán)板圓孔處的流通面積a1盤板的流通面積盤板的流通面積a2環(huán)板的流通面積環(huán)板的流通面積a3321aaa32aaAsnmsdhDa