換熱器的結構

換熱器的結構

900mm36mmC

換熱面積的計算在管殼式換熱器的設計中，確定了一種換熱器的結構形式后，首先必須

如果換熱面積太小，使工藝過程不能實現(xiàn)，使換熱器介質出口溫度不能得到有效控制。如果換熱面積太大，不僅造成材料的浪費，增加投資，而且增大了換熱器的體積，使其占據(jù)過多的空間。介質的污垢系數(shù)和金屬壁的傳熱系數(shù)。其中計算較為復雜的是介質的給熱系數(shù)。介質的給熱系數(shù)不僅與介質的物性有關，而且與介質的流動狀態(tài)有關。介質的流動狀態(tài)是由換熱器的結構決定的，如果換熱器的結構作很小改動，將引起介質流動狀態(tài)作較大的變化。在一個換熱器中，同一種介質的溫度是不斷變化的，所以在換熱器中的不同位置，同一種介質的熱力學數(shù)據(jù)因溫度的不同而不同。在實際計算中，往往將一種介質分成許多個溫度區(qū)域，在不換熱面積的確定是最為關鍵的一步，它不僅需要計算方法正確嚴密，而且各種參數(shù)必須十分精確。換熱器的分析計算過程是一個動態(tài)的計算過程，往往須不斷地調整換熱器的結構參數(shù)。而管殼式換熱器的結構參數(shù)很多，其中一項的改變將會使計算結果產(chǎn)生很大變化，所以需要不斷的反復，不僅要使換熱面積滿足需要，而且還應兼顧到其它許多因素，例如介質阻力情況等等。流體阻力的計算在管殼式換熱器的分析設計中，流體的阻力計算是極為重要的，流體的阻力對于工藝過程是較為關鍵的參數(shù)，它不僅影響到整個系統(tǒng)的壓力平衡，而且對于節(jié)能降耗也起到重要的作用。在實際生產(chǎn)中，常常由于流體阻力不適而使工藝過程難以實現(xiàn)。在管殼式換熱器中，流體的阻力包括殼程流體的阻力及管程流體的阻力。

介質進出口管阻力可以通過改變進出口管的大小來進行調節(jié)。換熱管間的介質阻力可以通過改變換熱管間的介質流通面積來進行調節(jié)，例如改變換熱管的布管形式，改變殼體直徑，改變折流板間距等。折流板缺口處的介質阻力可以通過改變折流板缺口高度來進行調節(jié)。

口管阻力可以通過改變進出口管的大小來進行調節(jié)。換熱管內的介質阻力可以通過改變換熱管的數(shù)量，換熱管的長度，換熱管的直徑以及管程數(shù)等來進

有掌握了介質阻力的分布情況，才能夠通過有效調整換熱器各處的結構尺寸來改變介質的阻力，從而滿足工藝要求。管束震動分析

器過早報廢。引起換熱管振動的因素很多，也較復雜。當介質流量接近使

動。

可能發(fā)生在換熱管束的任何一處或多處。

撐板，來約束換熱管的振動。換熱器網(wǎng)絡分析在一個工程系統(tǒng)中，往往不是對單一的某臺換熱器進行分析，常常是對由多個換熱器組成的網(wǎng)絡進行聯(lián)合計算，其間還有一些其它設備（例如：閥

）。下

應進行綜合的考慮并進行系統(tǒng)的分析。在一個工程系統(tǒng)中，往往不是對單一的某臺換熱器進行分析，常常是對由多個換熱器組成的網(wǎng)絡進行聯(lián)合計算，其間還有一些其它設備（例如：閥

）。下

應進行綜合的考慮并進行系統(tǒng)的分析。換熱器強度計算確定了換熱器的結構及尺寸以后，必須對換熱器的所有受壓元件進行強度計算。因為管殼式換熱器一般用于壓力介質的工況，所以換熱器的殼體大多為壓力容器，必須按照壓力容器的標準進行計算和設計，對于鋼制的換熱

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標準進行設計。對于其它一些受壓元件，例如管板、折流板等，可以按照我

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TEMA

的換熱器，例如鈦材、銅材等應按照相應的標準進行設計。下面提供一氮氣冷卻器的受壓元件強度計算，以供參考。該換熱器為

，殼

500mm

，管

，殼

詳細強度計算如下：氮氣冷卻器(U

形管式換熱器)筒體計算

熱軋)

板材)

熱軋)

(板材)

a型

材料(名稱及類型)

a型

d型

c型

單位：MPa

(單位)

|-1.59||6.29||4.69|

D外

輸入法蘭厚度δf

a,

補強圈許用應力[σ]

補強滿足要求,不需另加補強。

b,

熱軋)

補強圈許用應力[σ]

A，不需另加補強。

補強滿足要求,不需另加補強。

c,

熱軋)

補強圈許用應力[σ]

A，不需另加補強。

補強滿足要求,不需另加補強。

這里我們?yōu)榇蠹姨峁┝艘粋€實例，甲烷化爐進出口換熱器。其管程介質，溫

。殼，溫

有良好的換熱效果，而且必須完全控制介質阻力。由下面的分析報告可以看