




管壳式换热器设计所需考虑的因素
换热设备的类型很多,对每种特定的传热工况,通过优化选型都会得到一种的设备型号,如果将这个型号的设备使用到其他工况,则传热的效果可能有很大的改变。因此,针对具体工况选择换热器类型,是很重要和复杂的工作。对管壳式换热器的设计,有以下因素值得考虑。管壳式换热器传热机理一般来说,管壳式换热器制造容易,生产成本低,选材范围广,清洗方便,适应性强,处理量大,工作可靠,且能适应高温高压。
流速的选择
流速是换热器设计的重要变量,提高流速则提高传热系数,同时压力降与功耗也会随之增加,如果采用泵送流体,应考虑将压力降尽量消耗在换热器上而不是调节阀上,这样可依靠提高流速来提高传热效果。
采用较高的流速有两个好处:一是提高总传热系数,从而减小换热面积;二是减少在管子表面生成污垢的可能性。但是也相应的增加了阻力和动力的消耗,所以需要进行经济比较才能后确定适宜的流速。
此外在选择流速上,还必须考虑结构上的要求。为了避免设备的严重磨损,所算出的流速不应超过允许的经验流速。
管壳式换热器工作原理及结构
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,是目前应用广的类型。
根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。
管壳式换热器
换热器与管板的连接方式
管子于管板的连接,在管壳式换热器的设计中是一个比较重要的结构部分。他不仅加工工作量大,而且必须使每一个连接处在设备运作中,保证介质无泄漏及承受介质压力能力。
管子与管板的连接方式主要有以下三种:a胀接;b焊接;c胀焊接
胀接用于管壳之间介质渗漏不会引起不良后果的情况,特别适用于材料可焊性差(如碳钢换热管)及制造厂的工作量过大的情况。由于胀接管端处在焊接时产生塑性变 形,存在着残余应力,随着温度的升高,残余应力逐渐消失。
这样使管端处降低密封和结合力的作用,所以胀接结构受到压力和温度的限制,一般适用于设计压力 ≤4Mpa,设计温度≤300度,并且在操作中无剧烈动,无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀;