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文檔簡介
換熱器設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用軟件
(HTFS,HTRI)簡介工藝部2007年培訓(xùn)
二OO七年八月內(nèi)容提要
HTFS簡介HTRI簡介換熱器的分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)換熱器的類型選擇管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
HTFS簡介英國HTFS(HeatTransferandFluidFlowService)用于各種傳熱設(shè)備性能設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件涉及的技術(shù)領(lǐng)域擁有的程序和技術(shù)資料我公司目前使用狀況技術(shù)領(lǐng)域ShellandtubeheatexchangersAircooledheatexchangersFiredprocessheatersandfurnacesCompactheatexchangersPowerplantexchangersHeatrecoveryunitsRefrigerationandairconditioningPipeworksystemsHTFS擁有的程序和技術(shù)資料ShellandTubeHeatExchangersTASCOPTUKETLREBLTREB4PIPO1AircooledHeatExchangersACOLDACE1CompactHeatExchangerAPLEPFINMUSE2MULE2MUSCFiredheatersandFurnacesFIHRPCOC1ZONE3ZORT1PowerPlantFRAN1SPOC1PipelinesPIPE3HeatexchangerselectionHEAd技術(shù)資料設(shè)計(jì)手冊(HandbookSheets)共六卷設(shè)計(jì)報告(DesignReports)共59冊研究論文(Researchpapers)我公司目前使用狀況1985-1992期間的軟件及相應(yīng)的資料計(jì)算程序多為MS-DOS環(huán)境10個常用程序有微機(jī)版本HTFS自備有常用的40種組分的物性數(shù)據(jù)庫,并與PPDS數(shù)據(jù)庫相連
HTRI
簡介美國HTRI(HeatTransferResearch,Inc.)應(yīng)用領(lǐng)域擁有的程序和技術(shù)資料我公司目前的使用情況HTRIFoundedin1962GloballeaderinprocessheattransferandheatexchangertechnologyOver500corporatemembersitesApplication-orientedresearchonindustrial-scaleequipmentProvidetechnicalsupportandconsultingCommunicationCommitteesHollandUnitedKingdomSingaporeUSAJapanKoreaChinaHTRI擁有的程序和技術(shù)資料HTRIXchangerSuite-Xace(空冷器設(shè)計(jì)、校核及模擬)-Xist(管殼式換熱器-單相、兩相流的設(shè)計(jì)、校核及模擬。包括釜式再沸器、熱虹吸再沸器,降膜蒸發(fā)器及回流冷凝器)-Xphe(板式換熱器設(shè)計(jì)、校核及模擬)-Xtlo(管板圖)-Xvib(嚴(yán)格分析在換熱器管束中由流動引起的振動問題)FH(加熱爐的模擬計(jì)算)ST
Educational(培訓(xùn))EHT(EnhancedHeatTransfer)HTRIe-libraryDesignManualReportBooksComputerProgramsSupportVolumeDataBooks我公司目前的使用情況1997.7.1起為HTRI協(xié)會的會員MSWindowsHTRI軟件的發(fā)展方向
HTRIdatabanksfollows:High-finnedtubesPlateheatexchangersShellsidecondensationShellsideflowboilingShellsidepoolboilingShellsidesingle-phaseTubesideboilingTubesidecondensation(horizontal\vertical\reflux)Tubesidesingle-phaseStud-finnedtubesPhysicalPropertiesPropertygridinputAutomaticfluidcode(morethan100fluid)AutomaticestimationforcommonhydrocarbongroupsComponentpropertiesattwotemp.Directinterfacetoauser-supplieddatabasesuchasDIPPRPublication
(calculationmethods/researchdata/literaturereviews
/document/supportmethods)DesignManualAir-cooledheatexchangerandextendedsurfaceBoilingCondensationFiredheatersFoulingNon–TubularheatexchangersShellsideflowandvibrationTubesideflowTwo-PhaseflowReferencereportsQ(technicalbulletin)DatabooksHTRI的發(fā)展Researchonindustrial-scaleequipmentattheState-oftheartfacilityDevelopmethodsandsoftwareforthethermaldesignandanalysisofheatexchangerandfiredheatersProvidetechnicalsupportandconsulting,andcontractservices.換熱器的分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)換熱器的類型選擇熱負(fù)荷及流量大小流體的性質(zhì)溫度、壓力及允許壓降的范圍對清洗、維修的要求設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料、尺寸及重量價格、使用安全性和壽命管殼式換熱器-應(yīng)用范圍廣,適應(yīng)性強(qiáng)-允許壓力:高真空-41.5MPa-溫度:-100oC-1100o
C容量大、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉,清洗方便目標(biāo):優(yōu)化設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行特殊型式的換熱器-板式換熱器-空冷器-多管式換熱器-折流桿式換熱器-板翅式換熱器-螺旋板式換熱器-蛇管式換熱器-熱管式換熱器下表給出了使用范圍
板殼式換熱器(1)板殼式換熱器(3)板殼式換熱器(4)四通道立式可翻轉(zhuǎn)可拆式螺旋板換熱器臥式可拆式螺旋板換熱器板式換熱器(1)板式換熱器(2)averagegapof1.4-4.5mm.板式換熱器(3)板式換熱器(4)PlateGasket1stliquid2ndliquid特殊型式的換熱管1)表面上車出或鑄出各種形式等高、等深的脊或溝槽;-低翅管、高翅管、槽管、波節(jié)管。2)表面敷有特殊加工層。-高通量管、
鎳基涂層管。特殊材料的換熱器-石墨、聚四氟乙烯、玻璃。
管殼式換熱器(圖例)管殼式換熱器的類型和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)-美國的TEMA標(biāo)準(zhǔn)(管式換熱器廠商協(xié)會標(biāo)準(zhǔn))-HEI標(biāo)準(zhǔn)(美國換熱器研究所標(biāo)準(zhǔn))GB151規(guī)格根據(jù)公稱殼徑和管長規(guī)定的公稱殼徑:最外層殼體的最大內(nèi)徑直管段的管長:相隔最遠(yuǎn)的兩個管板之間的距離。如:AES,BEM,AEU等。管殼式結(jié)構(gòu)的基本類型固定管板式(L,M,N)U-形管式(U)浮頭式(P,S,T,W)套環(huán)式,內(nèi)浮頭式,外密封浮頭式和拔出浮頭式。管材、管壁厚度和管長的選取管子:承受內(nèi)、外側(cè)的壓力;兩側(cè)的溫度;熱應(yīng)力和兩側(cè)流體的腐蝕性管子厚度:U形彎頭管長:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,設(shè)備布置等管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)封頭選取的一般要求-兩側(cè)污垢系數(shù)-清洗方式-經(jīng)濟(jì)性各類換熱器管程數(shù)限制最大管程數(shù)工藝物流的安排工藝條件壓力、壓降、溫度剖面、流體流速。流體條件高粘度、再沸器高出口汽化率、寬沸點(diǎn)、
高對比壓力(Press./criticalpress.)、高表面張力、高污垢管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(2)管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(3)重要的幾何參數(shù)
-殼體型式
標(biāo)準(zhǔn)型式:E,J,X-溫度交叉時
-水平熱虹吸式再沸器:G,H-殼體布置通常為臥式,下列情況下最好選用立式布置:管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(4)管側(cè)熱虹吸式再沸器管側(cè)降膜蒸發(fā)器管側(cè)冷凝器殼側(cè)蒸發(fā)器(feed-effluentexchangers)
管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(5)折流板SegmentalDouble-segmentalSegmentalno-tubes-in-windowRod-typeHelicalDisk-anddoughnut冷凝器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)-管側(cè)、殼側(cè)冷凝-工藝條件(單組分,多組分,含不凝氣,過冷氣,壓降等)-設(shè)備的放置(H,V)-流動方向(向上流,向下流)-當(dāng)冷凝器的冷凝溫度高于環(huán)境溫度15-20C或更高時,考慮使用空冷器,選用原則:1)冷卻水供應(yīng)困難,水冷的運(yùn)行費(fèi)用過高;2)水冷引起結(jié)垢和腐蝕嚴(yán)重;3)水冷引起環(huán)境污染。
蒸發(fā)器(再沸器)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)-設(shè)備型式:內(nèi)置式,釜式,臥、立式熱虹吸式,強(qiáng)制循環(huán)-沸騰模型不同:殼側(cè)、管側(cè)沸騰-工藝條件:操作壓力,設(shè)計(jì)溫度,污垢系數(shù),混合液沸騰范圍換熱器的合理壓力降(詳見BCD)換熱器接管位置的選取-被加熱或被蒸發(fā)-被冷凝的流體-被冷卻的流體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取-換熱管(管型,管長,管徑,壁厚,材料)-折流板(型式,位置,間距)-防旁流設(shè)施-緩沖擋板主要計(jì)算公式-冷、熱兩流體間熱量平衡-Qreq=(WCpΔT)hot=(WCpΔT)cold-傳熱率方程-Qact=(A)(ΔTm)(1/ΣR)ΣR=(1/hi)o+(1/ho)o+(Rf)o+(Rw)o-傳熱率的估算
Qact≥Qreq-對壓力降的限制條件-(ΔPi)act≤(ΔPi)allow-(ΔPo)act≤(ΔPo)allow例題
E204(T201塔底再沸器)E218(T201塔頂水冷器)最終計(jì)算結(jié)果的分析總體設(shè)計(jì)尺寸-通常L/D:5-10,立式熱虹吸:3-5熱阻的大小設(shè)計(jì)余量設(shè)計(jì)壓降的利用和分布-必須大部分分布在換熱率高的地方流速-cw:大于1.0m/s,小于3.0m/spv2:小于5950kg/ms
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