管殼式換熱器的應用介紹

關閉目前管殼式換熱器的應用非常廣泛。其布局簡單、牢固、易于制造、數(shù)據(jù)范圍廣、處理量大、適應性強。但在傳熱效率、設備緊湊性、單位傳熱面積金屬消耗等方面稍遜于各類板式冷凝器。這種冷凝器通常包括固定管板、U型管和浮頭。管式冷凝器主要由殼體、管板、花板牽制和頂蓋組成。

在圓殼體內(nèi)設有平行牽制，管型的兩端固定在管板上。管道在管板上的固定辦法一般回收焊接法或脹接法。上蓋設有進出口管，通過螺釘與殼體兩端法蘭連接，上蓋與管板形成流體分派室。管式冷凝器在換熱過程中，冷卻水從頂蓋連吸收進入管內(nèi)流動，管內(nèi)稱為管程；有害蒸汽在牽制與殼體之間的間隙流動，管程稱為殼程；牽制的外部產(chǎn)品是傳熱面積。在冷凝回收過程中，無論是對飽和蒸汽還是不凝性氣體，一般好在程度冷凝器殼程冷凝，因為它在傳熱、壓降和清洗方面是合理的。

具體信息如下：

1、臥室殼程凝聚膜的傳熱系數(shù)比垂直管或管外超出跨越數(shù)倍，不凝聚物不會在死角積聚，不易排出。

2、冷卻水管便于清洗水垢。包管水管內(nèi)的高流量，有利于降低結垢速度，提高水膜的傳熱系數(shù)。

3、臥式管式冷凝器使冷卻水進口的低水位管道，使凝聚水在底層積聚，從而降低凝聚水的溫度。在外冷凝系統(tǒng)中，進一步冷卻冷凝水長短常主要的。如果冷凝系統(tǒng)溫度較高，接觸空氣中的有機氣體會有大量揮發(fā)。一般要求凝聚水入口溫度在60℃以下。當然，你也可以此外加一個冷卻器，但會增加成本。

管殼式換熱器中管板強度設計

   管板是管殼式換熱器重要的受力元件之一，管板的設計合理與否直接關系到換熱器的制造成本的高低及綜合性能的優(yōu)劣。管板的強度計算作為管板設計的關鍵一環(huán)，一直是許多國家相關部門的研究重點，管板強度的計算方法也在不斷地發(fā)展和完善。

   1975年以來，美國的ASME VIII-I嘗試給出適合各種管板類型的設計規(guī)范，在1983年板中給出U形管式換熱器的簡支和整體結構的管板計算方法，在1992年版中又加入了固定式換熱器管板計算方法。法國壓力容器規(guī)范CODAP于1986年出版的非規(guī)定附錄里，給出了包括U形管式、浮頭式、固定式換熱器的管板計算方法。

多年來，主要工業(yè)國家都已有自己的管板設計計算公式或規(guī)定，如英國的BS 5500標準、美國的TEMA、日本工業(yè)標準JIS、捷克壓力容器計算準則、管板計算公式及TEMA修正計算公式、前蘇聯(lián)的鍋爐監(jiān)察手冊及聯(lián)邦德國的AD規(guī)范等。

隨著歐洲統(tǒng)一市場的建立和歐元的?**用，為促進承壓設備在歐盟成員國內(nèi)的自由貿(mào)易，2016年3月歐盟成員國正式表決通過了修改后的表尊EN13445，并于同年5月30日頒布了該標準版，并且要求，所有與此相抵觸的歐盟成員國同類遲于2016年11月廢棄。    

      對于管板的設計、EN13445中提出了兩種方法，一種是傳統(tǒng)方法，考慮內(nèi)外壓、幾何尺寸等因素嚴格計算各種載荷狀態(tài)引起的管板應力，并嚴格校核；另一種是極限分析方法，通過管板的極限分析，確定許用應力載荷。

介紹管殼式換熱器的傳熱知識

管殼式換熱器是工業(yè)中應用廣泛、運用可靠性良好的一種換熱設備。在二十世紀六、七十年始了強化技術的研究。強化傳熱主要有兩種途徑:

(1)增大傳熱面積,但換熱器的傳熱面積不可能制地增大,否則投資費用會大大增加,并且隨著工業(yè)化的進展,設備要緊湊化;

(2)提高傳熱系數(shù),主要從管程和殼程傳熱強化系數(shù)的提高方面上考慮。許多科研工作者已經(jīng)在這一方面上進行了大量的研究,并且取得了很大的成效。本文主要討論了管殼式換熱器管程的強化傳熱———改變管子外形或在管內(nèi)加入插入物,介紹了螺旋槽管、橫紋管、螺旋扁管、管內(nèi)插入物、翅片管、縮放管和三維內(nèi)肋管等多種強化傳熱管的研究進展。

1螺旋槽管

螺旋槽管是一種管壁上具有外凸和內(nèi)凸的異形管,管壁上的螺旋槽能在有相變和無相變的傳熱中明顯提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù),起到雙邊強化的作用。根據(jù)在光管表面加工螺旋槽的類型螺旋槽管有單頭和多頭之分,其主要結構參數(shù)有槽深e、槽距p和槽旋角β。美國、英國、日本從1970年至1980年間對螺旋槽管進行了大量的研究[1]。華南理工大學、北京理工大學和重慶大學也對螺旋槽管進行試驗研究,而且都取得顯著的成效。此外,研究還表明單頭螺旋槽管比多頭螺旋槽管的性能好。

2橫紋管

1974年前蘇聯(lián)首先提出橫紋管,它是一種用普通圓管作毛胚,在管外壁經(jīng)簡單滾軋出與軸線垂直的凹槽,同時在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。其強化機理為:當管內(nèi)流體經(jīng)橫向環(huán)肋時,管壁附近形成軸向漩渦,增加了邊界層的擾動,有利于熱量通過邊界層的傳遞。當渦流即將消失時,流體又流經(jīng)下一個橫肋,不斷產(chǎn)生軸向渦流,因而保持連續(xù)且穩(wěn)定的強化作用。

3螺旋扁管

螺旋扁管是瑞士Allares公司首先提出、美國Brown公司經(jīng)過改進的一種換熱管。由于管子的結構,流體在管內(nèi)處于螺旋流動,促湍流程度。