管壳式换热器
折流板
折流板的作用
a)增加壳程管间的介质流速,提高传热效果。
b)对换热管起支承作用。
c)调整折流板间距,对避免管束诱发振动有一定的作用。
折流板的形状
常用的折流板和支持板的形状有弓形和圆盘-圆环形两种。此外根据需要还有其它形式的折流板和支持板,如矩形孔圆板和矩形挡板等,见图所示:
a) 单弓形折流板(图 a):是常采用的一种形式,其形式简单,但压降较大。
1) 上下排列(水平切口)即指物料进口与弓形缺口是成垂直设置的,以造成介质的剧烈扰动来增大传热系数。
2) 左右排列(竖直缺口)是指物料进口与弓形缺口是成平行设置的。多用于卧式冷凝器或蒸发器,便于冷凝液和气体的流动。
3) 转角排列,一般用于换热管正方形排列,可使流体形成湍流,以提高传热效率。
b) 双弓形(图b)和三弓形折流板(图c):适用于壳程流量较大的物流,或壳程流体为密度低的低压时,此时压降会有大的下降,而传热系数的下降要小得多;同时这种形式还有利于防止介质流动过程中诱发的振动。
c)圆盘—圆环形折流板(图d):由圆盘和圆环交错排列,介质流动特征是与轴心对称。
d)矩形折流板(图e):矩形折流板可横放,也可竖放,而横放一般用于壳程介质为气相时,竖放用于壳程介质为液相或有冷凝液的场合。这两种形式通常在大直径和大流量情况下采用。
换热器用膨胀节的型式
换热管的排列形式
换热管标准的排列形式见图
a) 三角形
三角形排列(包括正三角形排列和转角三角形排列)是为普遍的排列形式,特别是用在壳程介质较清洁,换热管外不需要清洗的固定管板换热器中。
b) 正方形排列
正方形排列一般多用于需对换热管外进行清洗的浮头换热器和U 形管换热器中。
c) 正三角形排列和转角正方形排列(见图a、d),在传热上称为错列,介质流动时可形成湍流,对传热有利。而转角三角形和正方形排列(见图b、c)在传热上称为直列,介质流动时有一部分是层流,对传热有不利影响。
因此,对于无相变的换热器,因其传热与介质流动状态关系较大。故宜采用正三角形或转角正方形排列。对于有相变的冷凝器,因为传热与介质的流动关系较小,仅与管壁凝液流动方向的关系较大,一般可采用转角三角形和正方形排列。
影响因素综上所述,影响管壳式换热器腐蚀的主要因素有:(1)介质成分和浓度:浓度的影响不一,例如在盐酸中,一般浓度越大腐蚀越严重。管壳式换热管板需注意以下几个问题:①管板的设计温度:根据GB150及GB/T151的规定,应取不低于元件的金属温度,但在管板计算中无法保证管\壳程介质作用,且管板的金属温度很难计算,故一般取较高侧的设计温度为管板的设计温度。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的***中腐蚀严重,而当浓度增加到60%以上时,腐蚀反而急剧下降;(2)杂质:***杂质包括氯离子、硫离子、离子、氨离子等,这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀(3)温度:腐蚀是一种化学反应,温度每提升 10℃,腐蚀速度约增加1~3倍,但也有例外;(4)ph值:一般ph值越小,金属的腐蚀越大;(5)流速:多数情况下流速越大,腐蚀也越大。