介绍管壳式换热器的传热知识
横纹管
1974年前苏联首先提出横纹管,它是一种用普通圆管作毛胚,在管外壁经简单滚轧出与轴线垂直的凹槽,同时在管内形成一圈突起的环肋。其强化机理为:当管内流体经横向环肋时,管壁附近形成轴向漩涡,增加了边界层的扰动,有利于热量通过边界层的传递。当涡流即将消失时,流体又流经下一个横肋,不断产生轴向涡流,因而保持连续且稳定的强化作用。横纹管主要用来强化管内单相流体的传热,华南理工大学经研究发现,在相同流速下,横纹管流阻比单头螺旋槽管的小。
螺旋扁管
螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美国Brown公司经过改进的一种换热管。由于管子的独特结构,流体在管内处于螺旋流动,促湍流程度。梁龙虎[3]经实验研究,表明螺旋扁管管内膜传热系数通常比普通圆管大幅度提高,在低雷诺数时为明显,达2～3倍;随着雷诺数的增大,通常也可提高传热系数50%以上。
介绍管壳式换热器的防震措施
1、降低壳程流体流速.当传热管的固有频率一定时,降低壳程流速,婉可避免激发共振,但这往往是生产操作所不允许的.若运行条件不能改变,可在换热器进、出口管处设计防冲板,导流筒或液体出口分配器等,降低壳程进,出口处流速,使流体脉动值降到低.其中设置导流筒是防止流体冲刷管束:降低壳程流体进入管束的有效措施.设计上也可以用增大管间隙,改变管束的排列角的办法来降低流速。
2、提高管子的目振频率.提高管子的;自"振频率可大大喊少共振的机会.提高频率的有效的方法就是减少跨距电管子的固有频率写跨距的平方成反比;跨距缩短丁倍,白振频率约增大三倍.例如,跨距若减少扔拷,则固有频率可提高50%.管子间隙处插入板条或杆状物来限制管子的运动可以增加管子的自振频率,这个方法对于换热器的U形变督区可以有效地防止振动。
3、设置消声隔板.在壳程设置平行于管子轴线的纵向隔板.可以有效地降低噪声.隔板的位置应离开驻波节而接近波腹。
4、***周期性旋涡的影响.在管子的外表面周向缠绕金属丝或沿轴设置金属条都可***或削弱周期性旋涡的影响,减小作用在管上的交变力.:改变折流板的形式以攻变换热管的支承状况也可减小振动如采用折流杆代替传统的折流体不仅可以起到防振的效果,还可以强化转换,减少污垢与壳程压力降。
管壳式换热器的设计计算步骤：首先计算管壳式换热器的传热面积，选择换热器型号。根据管壳式换热器的换热任务，计算传热量;确定管壳式换热器的流体在换热器中的流动途径;确定管壳式换热器的流体在换热器中两端的温度，计算定性温度，确定在定性温度下的流体物性;计算管壳式换热器的平均温度差，并根据温度差校正系数不应小于0.8的原则，确定壳程数或调整加热介或冷却介质的终温;根据管壳式换热器的两流体的温差和设计要求，确定换热器的型式;依据管壳式换热器的换热流体的性质及设计经验，选取总传热系数值;依据管壳式换热器的总传热速率方程，初步算出传热面积 ，并确定换热器的基本尺寸或按系列标准选择设备规格。然后计算管、壳程压降根据初选的设备规格，计算管、壳程的流速和压降。检查计算结果是否合理或满足工艺要求。若压降不符合要求，要调整流速，再确定管程和折流挡板间距，或选择其它型号的换热器，重新计算压降直至满足要求为止;核算管壳式换热器的总传热系数，并且计算管、壳程对流传热系数，确定污垢热阻，再计算总传热系数 ，然后与值比较。
