介紹幾種管殼式換熱器的熱補(bǔ)償方法

關(guān)閉1、固定管板式固定列管殼式換熱器，兩頭管板與殼體為一體，當(dāng)兩種流體的溫差較大時，在殼體的適當(dāng)位置(或膨脹節(jié))焊上補(bǔ)償環(huán)。在殼與管束熱脹不同的情況下，補(bǔ)償圈通過緩慢的彈性變形來補(bǔ)償由應(yīng)力引起的熱膨脹。

特性：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，難在殼程清洗維修，殼程是潔凈而不易結(jié)垢的物料。

2、U形管式管殼式換熱器每根管子彎曲成U形，流體進(jìn)料和出料口分別安裝在同一端的兩側(cè)，封頭內(nèi)用隔板分為兩室，每根管子可以自由轉(zhuǎn)動，解決了熱補(bǔ)償問題。

特性：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，適合高溫高壓環(huán)境使用。管道內(nèi)流體是潔凈且不易結(jié)垢的物料，管道清洗困難。

3、浮頭式換熱器的管板，一端不與殼體連接，此端稱浮頭。在加熱過程中，管束和浮頭可沿軸向自由連接，從而減少了應(yīng)力。

特性：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，清洗維修方便，減少應(yīng)力，適用范圍廣。

管殼式換熱器的這些問題嗎？你了解嗎？　

　　一、硫酸用管殼式換熱器工藝要求是什么？

　　85%硫酸初始溫度為95℃，為實現(xiàn)工藝要求終溫度，要求管殼式換熱器將硫酸降溫到43℃。由于氟塑料材質(zhì)的強(qiáng)耐酸堿性，可以完全耐硫酸腐蝕。通過設(shè)計，利用已有的冷卻水，初始為20℃來為管殼式換熱器進(jìn)行降溫，同時可加熱冷動水。

　　此設(shè)計中，管殼式換熱器的兩種熱交換介質(zhì)：

　　硫酸走管程，所用為氟塑料進(jìn)口管束，耐蝕性能好，所以殼程選材就用普通即可，無防腐要求；

　　冷卻水走殼程，可選用一般碳鋼， 通過對該硫酸的對流換熱，冷卻水溫度上升可以有效用作生活用水等等，硫酸達(dá)到工藝要求。從以上案例可以明顯看出，氟塑料管殼式換熱器在化工工業(yè)上的應(yīng)用將會非常廣泛。

　　二、流體性質(zhì)對管殼式換熱器有什么影響？

　　在合理設(shè)計之時，應(yīng)根據(jù)管殼式換熱器內(nèi)部流體性質(zhì)，從有利于傳熱，減少設(shè)備腐蝕，減少壓力降和便于清洗選定。在確定管殼式換熱器設(shè)計時應(yīng)考慮以下因素：

　　1.有毒性的介質(zhì)走管程，泄露的機(jī)會較少。

　　2.如果兩種介質(zhì)傳熱系數(shù)相差較大時，宜將膜傳熱系數(shù)高的介質(zhì)走管殼式換熱器殼程。

　　3.管殼式換熱器有常壓和高壓，對于壓力高的介質(zhì)應(yīng)走管程，以免殼體受壓而增加厚度，多耗鋼材，造價增大。其中氟塑料材質(zhì)的管殼式換熱器是屬于低溫低壓設(shè)備。

　　4.有腐蝕性介質(zhì)走管程，以免走殼程時換熱器的管程和殼程同時受腐蝕。

　　5.黏度大或流量小的走管程，因可采用多管程獲得較大的流速，有利于傳熱。

　　6.不清潔的易于結(jié)垢的介質(zhì)走管程，便于清洗，殼程不便于清洗。

　　7.在水冷卻器中，一般水走管程，被冷卻的介質(zhì)走殼程。

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(yīng)用廣泛、運(yùn)用可靠性良好的一種換熱設(shè)備。在二十世紀(jì)六、七十年始了強(qiáng)化技術(shù)的研究。強(qiáng)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(jìn)展,設(shè)備要緊湊化;

(2)提高傳熱系數(shù),主要從管程和殼程傳熱強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)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(qiáng)化傳熱管的研究進(jìn)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(qiáng)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(jié)構(gòu)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(jìn)行了大量的研究[1]。華南理工大學(xué)、北京理工大學(xué)和重慶大學(xué)也對螺旋槽管進(jìn)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(qiáng)化機(jī)理為:當(dāng)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(dāng)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(qiáng)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(jìn)的一種換熱管。由于管子的結(jié)構(gòu),流體在管內(nèi)處于螺旋流動,促湍流程度。