




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。当上述情况排除后,介质走哪一程的选择,应着眼于提高传热系数和充分的利用压力降上。虽然它在结构紧凑性、传热轻度和单位金属消耗量方面无法与板式和板翅式换热器相比,但它由于具有前述的一些优点,因而在化工、石油能源等行业的应用中仍处于主导地位。
管壳式换热器是把管子与管板连接,再用壳体固定。它的型式大致分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种,前面我们简要介绍过。
根据介质的种类、压力、温度、污垢和其他条件,管板与壳体的连接的各种结构型式特点,传热管的形状和传热条件,造价,维修检查方便等情况来选择设计制造各种管壳式换热器。
管壳式换热器设计所需考虑的因素
允许压力降的选择
选择较大的压力降可以提高流速,从而增强传热效果减少换热面积。但是较大的压力降也使得泵的操作费用增加。合适的压力降值需要以换热器年总费用为目标,反复调整设备尺寸,进行优化计算而得出。
在大多数设备中,可能会发现一侧的热阻明显的高于另一侧,此侧的热阻成为控制热阻。缺陷是维修和清理管程的传热管中时,需将管箱上的对接法兰和机器设备法兰拆卸,并取出总体管箱。可壳程的热阻是控制侧时,可以用增加折流板块数或者缩小壳径的方法,来增加壳侧流体流速、减少传热热阻,但是减少折流板间距是有限制的,一般不能小于壳径的1/5或50mm。当管程的热阻是控制侧时,则依靠增加管成熟来增加流体流速。
在处理粘稠物料时,如果流体处于层流流动则将此物料走壳程。由于在壳程的流体流动易达到湍流状态,这样可以得到较高的传热速率,还可以改进对压力降的控制。
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管壳式换热器类型
填料函式换热器结构:特点与浮头式相似。浮头部分在壳体外,在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函密封结构。
优点:由于采用填料函密封结构,使得管束在壳体内可以自由伸缩,避免了热应力。加工制造方便,节省材料,造价低,由于可抽芯,维修方便。
缺点:填料处易产生***。
适用范围:一般适用于2.5MPa以下的工作条件且不能用于易挥发,,***及贵重介质的工况。使用温度受限于填料的物性。目前使用较少。