煤油冷却器的设计论文
煤油冷却器设计范文

煤油冷却器设计范文
首先,要考虑到的是煤油的工作温度范围。
煤油在工业应用中的工作温度一般在20℃至100℃之间,因此冷却器的设计要能够满足这一温度范围的要求。
在选材时,应选择耐高温的材料,如不锈钢或钛合金等。
其次,冷却效率是冷却器设计的重要指标之一、冷却效率的高低直接影响到冷却器的性能。
为了提高冷却效率,可以采用多层叠加的结构,增加传热面积,或者采用增大流速的方式来增强对流传热。
另外,应当考虑到煤油的流量和压力。
煤油的流量大小和流速会影响到冷却器的设计。
如果流量较大,需要考虑增加冷却器的容量和尺寸;如果流速过大,可能会导致煤油的温度降低不均匀,甚至造成结垢和腐蚀等问题。
为了保证煤油冷却器的安全性和可靠性,有必要对冷却器进行严格的压力测试。
测试时应采用专业的压力传感器和压力表,确保冷却器在正常操作范围内不会发生泄漏或爆炸等事故。
同时,还可以考虑加装温度传感器和传热系数传感器等设备,实时监测煤油冷却器的工作状态。
这些传感器能够提供冷却器内部的温度和热交换效率等信息,通过对这些数据的监测和分析,可以更好地了解冷却器的运行情况,并进行相应的调整和维护。
最后,还要注意煤油冷却器的维护和保养。
定期检查和清洁冷却器内部的管道和散热片,防止积灰和结垢的产生,影响冷却效果。
同时,还应定期更换冷却器中的冷却剂,确保其正常运行。
总之,煤油冷却器的设计需要考虑到煤油的工作温度、冷却效率、流量和压力等因素。
通过科学合理的设计,合适的选材和适度的维护,可以使煤油冷却器达到更高效、更安全、更可靠的工作状态。
管式换热器煤油冷却器的设计

管式换热器煤油冷却器的设计管式换热器是工业生产中非常常见的一种设备,其主要作用是将热量从一种物质传递到另一种物质中,从而实现物质的加热或冷却。
而煤油冷却器,则是一种利用煤油作为工质,通过管式换热器将其冷却的装置。
本文将介绍煤油冷却器的设计及其应用。
一、煤油冷却器的基本原理煤油冷却器的基本原理是利用管式换热器的传热原理,将需要冷却的物质通过管道输送到换热器中,再将煤油作为冷却介质,通过换热器与被冷却物质进行热量交换,将物质的温度降低。
整个过程中,煤油的循环至关重要,一般采用泵将煤油压入冷却器中,然后再将冷却后的煤油送回煤油箱进行循环利用。
二、煤油冷却器的设计要点1. 结构设计煤油冷却器的结构设计主要包括管道系统和冷却器本体。
管道系统包括进出口管道、泵进口和出口管道等,而冷却器本体则包括线管、壳体、管板和泥罐等。
其中,线管是用来输送煤油或被冷却物质的管道,壳体则将线管密封在内,并提供冷却介质的进出口。
管板用于固定线管,而泥罐则用于收集沉积物,保持换热器的清洁。
2. 材料选择在选择煤油冷却器的材料时,需要考虑煤油的化学性质和冷却介质的耐腐性。
一般来说,冷却器的材料可以选用碳钢、不锈钢、铜等材料。
碳钢的价格相对较低,但容易被腐蚀,不锈钢则具有较好的耐腐蚀性能,但价格较高。
选择时需要根据实际需要进行综合考虑。
3. 换热面积和流量计算煤油冷却器的换热面积和流量计算是设计过程中的重要环节。
首先需要确定被冷却物质的流量和温度,以及要达到的冷却效果。
然后,通过热力学计算,确定煤油冷却器的换热面积和煤油的循环流量,以保证冷却效果达到设计要求。
三、煤油冷却器的应用煤油冷却器广泛应用于各种工业生产过程中,如钢铁生产、化工生产、造纸生产等。
例如,在钢铁生产中,煤油冷却器可以用于冷却钢水和铁水,控制铸件的温度,保证质量。
在化工生产中,煤油冷却器可以用于冷却化学反应过程中产生的热量,保护反应釜不受过热损坏。
在造纸生产中,煤油冷却器可以用于冷却生产过程中的水蒸气,保证造纸机的正常运转。
煤油冷却器毕业设计

煤油冷却器毕业设计毕业设计:煤油冷却器设计摘要:本文介绍了一种基于煤油的冷却器设计,该设计主要用于冷却热水器、发动机等设备。
本设计中采用了顶盖螺丝、底座、热管、铝鳍片等部件。
通过改变顶盖螺丝的材料、直径,底座的形状、尺寸,铝鳍片的数量、厚度,优化了冷却器的导热、换热性能。
最终实验结果表明,该煤油冷却器的性能稳定可靠,可广泛应用于不同领域的冷却需求。
关键词:煤油冷却器、热管、铝鳍片、导热、换热1. 引言随着科技的发展和工业的进步,越来越多的设备需要进行降温或冷却。
冷却器作为一种实用的降温设备,广泛应用于发动机、热水器、空调等各类设备中。
本文介绍了一种基于煤油的冷却器设计,旨在提高冷却器的效率和稳定性。
2. 冷却器设计本设计采用了顶盖螺丝、底座、热管、铝鳍片等部件。
其中,热管是冷却器的核心部件,其内部填充着煤油等导热介质。
铝鳍片的作用是增大冷却器的散热面积,提高散热效率。
在设计中,我们改变了顶盖螺丝的材料、直径,底座的形状、尺寸,铝鳍片的数量、厚度等因素,通过优化这些因素,提高了冷却器的导热、换热性能。
3. 实验结果本设计的煤油冷却器经过多组实验测试,其性能稳定可靠。
在实验中,我们将冷却器接入发动机冷却回路进行测试,测试结果表明,冷却器的降温效果明显,能够使发动机工作温度下降10℃左右,并能够稳定工作长达100小时以上。
4. 结论本文介绍了一种基于煤油的冷却器设计,优化了冷却器的导热、换热性能,通过实验验证了该设计的可靠性和稳定性。
该煤油冷却器的技术应用前景广阔,可以应用于不同领域的冷却需求。
煤油卧式列管式冷却器的设计

煤油卧式列管式冷却器的设计冷却器是一种常见的热交换设备,用于将热量从一个介质传递到另一个介质,以实现冷却效果。
煤油卧式列管式冷却器是一种常见的冷却器类型,特点是结构简单、性能可靠。
下面将对煤油卧式列管式冷却器的设计进行详细探讨。
一、设计要求:1.设计工作温度:煤油的设计工作温度为30℃。
2.设计工作压力:煤油的设计工作压力为0.2MPa。
3.散热面积:根据需要散热的热量计算得出。
4.设计材料:列管、壳体采用碳钢材料。
二、设计步骤:1.确定散热面积:根据给定的冷却效果和需要散发的热量计算出所需的散热面积。
常用的计算公式如下:Q=U×A×ΔT其中,Q为所需散发的热量,U为传热系数,A为散热面积,ΔT为温度差。
通过已知条件计算得出散热面积后,我们可以确定冷却器的尺寸。
2.确定传热系数:传热系数是指单位时间内通过单位面积的热量,它是冷却器设计中一个重要的参数。
传热系数的大小取决于流体的性质、流速、管道结构等因素。
一般可以通过经验公式来计算传热系数。
3.选取列管:列管是冷却器的核心部分,采用高导热性能的金属材料,如铜、不锈钢等。
根据散热面积和设计工作温度确定列管的数量和布置方式。
通常可以选择U型管或者平直管作为列管。
4.确定壳体尺寸:壳体是冷却器的外部结构,起到支撑和保护列管的作用。
根据列管的数量和布置方式,确定壳体的尺寸和结构。
5.设计壳体配件:壳体配件包括进出口管道、阀门、泄压装置等。
根据设计要求和实际应用情况,选择合适的壳体配件。
6.设计支座和支撑:冷却器需要有支座和支撑结构来支撑整个设备。
根据冷却器的尺寸和重量,设计合适的支座和支撑结构。
7.进行计算和分析:在设计完成后,需要进行计算和分析,验证设计结果的可行性和合理性。
通过应力、热力、振动等方面的计算和分析,确保冷却器的安全可靠。
8.绘制图纸和制作样品:最后,根据设计结果绘制详细的图纸,并制作冷却器的样品。
样品经过测试和实验验证后,可以进行批量生产。
煤油冷却器的设计

煤油冷却器的设计摘要煤油冷却器是利用流体易导热原理,将煤油的热量向环境转移,冷却其受热部件的装置。
本文介绍了煤油冷却器的结构与设计及其性能的研究。
本文主要从流体流动系统、热交换系统、控制系统以及特殊设备等方面介绍了煤油冷却器的设计,研究了冷却器的结构性能及实际工作条件下的性能,并探讨了冷却器在操作过程中的安全措施。
本文所讨论的煤油冷却器的性能高,安全可靠,能够满足大多数用户的使用要求。
关键词:煤油冷却器;结构设计;性能研究;安全措施IntroductionFlow SystemThe flow system is the main part of oil coolers, which provides the means for the fuel oil and cooling fluid to enter and exit the heat exchanger. The oil coolers generally include two oil inlets and two oil outlets and two cooling inlets andtwo cooling outlets, as shown in Figure 1. The oil inlet is connected to the fuel oil supply pipe and the oil outlet is connected to the oil return pipe. The cooling inlet is connected to the water supply pipe, and the cooling outlet is connected to the water return pipe. Both cooling inlets and cooling outlets are equipped with high-pressure relief valves to prevent overpressure of the coolant.Figure 1. Oil cooler structureHeat Exchange System。
煤油冷却器的设计

西北大学化工原理课程设计任务书设计题目煤油冷却器院系化工学院专业化学工程与工艺指导教师赵彬侠姓名张洪姣学号2008115023目录(一)设计题目(二)流程和方案的说明和论证(三)计算过程(四)流程图(五)设计感想(六)参考文献一、设计题目:根据条件设计合适的换热器(煤油冷却器的设计)设计任务及操作条件:1.煤油:入口温度150℃,出口温度50℃;运行表压1bar。
2.冷却介质:凉水塔中处理过的补给水,入口温度30℃,出口温度50℃;运行表压3bar。
二、流程和方案的说明和论证1.传热过程易采用逆流传热方式,因为逆流平均推动力大于并流;选用单壳程四管程固定式列管换热器;2.流体空间的选择:由于煤油流量为14T/h,且由于水的定性温度t=1/2(50+30)=40℃,煤油定性温T=1/2(150+50)=100℃,煤油的定性温度查得相应的物性值:煤油的粘度:μ油=0.81×10-3Pa.S 密度:ρ油=818kg/m3 C油=2.26kJ/(kg. ℃)λ油=0.135W/(m. ℃)水的粘度:μ水=0.656×10-3Pa.S 密度:ρ水=992.2kg/m3C水=4.174kJ/(kg. ℃)λ水=0.6333W/(m. ℃)高温流体一般走管程,因为高温会降低材料的许用应力,高温流体走管程可节省保温层和减少壳体厚度;腐蚀性较强的流体应该走管程,可以节省耐腐蚀材料;较脏和易结垢的流体走管程,以便于清洗和控制结垢,如必须走管程,则可采用正方形排列,并采用可拆式换热器。
且煤油为热物体,易放在管壳。
流体空间的选择还与粘度、压力降、流速、传热膜系数等因素有关。
根据上述原则及水和煤油的物性参数,最终设计煤油走管壳,水走管程。
结构与结构参数的选择a) 直径小的换热器不仅便宜,而且可以获得较好的传热膜系数与阻力系数的比值。
但管径愈小则换热器的压降愈大,在满足允许压力的前提下,一般推荐用外径为19mm ,对于易结垢的流体,为方便清洗,采用外径为25mm 的管子b) 管长 无相变的换热器时,管子较长则传热系数也增大,在相同的传热面积的情况下,采用长管流动截面积小,流速大,管程数小,从而减小了回弯次数,因而压降也较小;但是罐子过长会带来制造的麻烦,因此一般选用4—6米,对于传热面积大的,若无相变的可用8—9米。
浅谈煤油冷却器的设计

浅谈煤油冷却器的设计引言煤油冷却器是一种常用的热交换设备,用于将高温流体(通常是煤油)的热量传递给冷却介质(通常是水)以降低煤油的温度。
在工业生产过程中,大量的热能产生,煤油冷却器通过高效的热交换设计,能够有效地控制流体温度,确保设备的正常运行。
本文将从设计原则、材料选型和结构设计等方面对煤油冷却器的设计进行浅谈,旨在为工程师们提供一些有益的参考和指导。
设计原则热力学平衡煤油冷却器的设计首要考虑是实现热力学平衡。
合理的冷却器设计应该确保煤油在流经冷却器的过程中,能够充分地与冷却介质接触,实现热量的传递和吸收。
同时,冷却介质的流速和温度也需要进行合理的控制,以保证煤油的冷却效果。
材料的选择由于煤油冷却器在使用过程中需要处理高温流体,对材料的选择具有重要意义。
一般来说,优质的不锈钢具有较好的耐高温性能和抗腐蚀性,因此常被选用作煤油冷却器的材料。
结构设计煤油冷却器的结构设计应考虑到流体的压降和均匀分布,以增加煤油与冷却介质之间的接触面积,并减小热阻。
此外,还需要合理设计进出口口径,以保证流体的流速和流量,从而达到更好的冷却效果。
材料选型煤油冷却器的材料选型应考虑到耐高温和抗腐蚀性能。
推荐选用不锈钢材料,如304不锈钢和316不锈钢等。
这些材料具有优良的耐高温性能和抗腐蚀性,能够在高温和腐蚀环境中保持较好的稳定性。
在材料选型过程中,还需考虑材料的成本因素。
根据实际应用情况和预算要求,可以选择适当的不锈钢材料。
另外,需注意材料的可焊接性,以便进行冷却器的制造和维护。
结构设计流体分布设计为了增加煤油与冷却介质之间的接触面积,煤油冷却器的流体分布设计尤为重要。
一般采用多管并联的方式,通过将煤油分流到多个管道中,使其能够均匀地在整个冷却器中流动。
这样能够有效地提高煤油的冷却效果,减小热阻。
进出口设计进出口的设计直接影响着流体的流速和流量。
如果进出口口径过小,会增加流体的压降,降低流速和流量,影响冷却效果。
因此,进出口的设计应充分考虑流体的流动性,选择适当的口径和连接方式,确保流体能够顺利流通。
6万吨年煤油冷却器设计

6万吨/年煤油冷却器设计摘要:换热器是实现化工生产过程中热量传递的主要设备,本次论文设计的是煤油冷却器,首先依据给定的工艺条件初步选择合适的换热器类型,再估算其换热面积;然后通过传热系数校核,计算出实际的换热面积。
经过验证传热面积能符合设计要求;壳程及管程的压力降可以满足工艺要求。
最后根据设计计算结果进行了装配图的绘制。
关键词:煤油;冷却器;传热面积;压降Design of year kerosene cooler with annual outputof 60,000 tonsAbstract : Heat exchanger is the main equipment for heat transfer in the process of chemical producti on. The kerose ne cooler desig n was carried out in this paper. First, the appropriate heat exchanger type was initially chosen according to the given conditions, and then the heat transfer area was estimated. Second, the actual heat transfer area was obta ined through check of the heat tran sfer coefficie nt.lt can be found that the tube pressure drop, shell pressure drop and heat tran sfer area all can meet the design requirementsbased on the verification results. Fi nally, assembly draw ing of the conden ser was draw n accord ing to the desig n results.Key words : k erose ne;cooler; heat tran sfer area; pressure drop目录1绪论 .................................................................. 1..…1.1煤油的来源........................................................................ 1.•…1.2 煤油的性质1.•…1.3 煤油的用途..................................................... 1..…1.4煤油的毒性危害.................................................. 1.....1.5煤油的泄露处理..................................................2....1.6煤油的储运......................................................2..... 2换热器 ................................................................ 2....2.1换热器的简介..................................................... 2....2.2列管式换热器的种类...............................................3.....2.2.1固定管板式换热器..............................................3....2.2.2 U型管式换热器................................................3....2.2.3浮头式换热器.................................................. 4....2.2.4填料函式换热器................................................. 5....2.3换热器的发展趋势................................................. 5..... 3设计方案的确定 ....................................................... 6....3.1选择换热器的类型................................................. 6.....3.2流动空间及流速的确定............................................ 6....3.3管材的选择温度及流体的腐蚀性.................................... 7...3.4 换热管与管板的连接............................................. 7.....3.5确定物性数据................................................... &..3.6计算相关的物理量................................................ 9.…4 工艺结构尺寸的计算 .................................................. 1.0...4.1管径和管流速.................................................... 10...4.2管程数和传热管数............................................... 10..4.3传热管的排列和分程方法.......................................... 10.4.4换热管排布..................................................... .1.1...4.5壳体径.......................................................... 12...4.6折流板.......................................................... 12...4.7 接管............................................................ 13....4.8分程隔板........................................................ 1.3...4.9支座的选择..................................................... 14...4.10计算壳体壁厚.................................................. 1.5...4.11拉杆的直径和数量.............................................. 15..4.12 封头........................................................... 16.... 5换热器核算 .......................................................... 17....5.1热流量核算..................................................... 17...5.1.1壳程对流传热系数............................................. 17..5.1.2管程对流传热系数............................................. 17..5.1.3总传热系数K .......................................................................................... 18...5.1.4传热面积S .............................................................................................. 18...5.2 核算压强降..................................................... 19...521管程压强降.................................................... 19…522壳程压强降.................................................... 20...6 结论 ................................................................ 21.... 参考文献.............................................................. 22.... 辞.................................................................... 28....1绪论1.1煤油的来源煤油的名称来源于希腊keros,在18世纪只有在美国的Downer公司和北美Gas Light公司把他们的灯油称作为煤油,直到最后才成为了通用的商标。
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煤油冷却器的设计1前言在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器,且它们是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。
随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同,换热器的类型也多种多样,不同类型的换热器各有优缺点,性能各异。
在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型,然后计算换热所需传热面积,并确定换热器大的机构尺寸。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史。
在化工、石油、能源设备等部门,列管式换热器仍是主要的换热设备。
列管换热器的设计资料已较为完善,已有系列化标准。
目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式(即列管式)换热器”(GB151)标准执行。
1.1列管式换热器的种类固定管板式换热器管板式换热器浮头式换热器填料涵式换热器U型管换热器1.2换热器的特点列管式换热器,是一种通用的标准换热设备,它具有结构简单,坚固耐用,造价低廉,用材广泛,清洗方便,适应性强等优点,应用最为广泛。
管壳式换热器根据结构特点分为以下几种:(1)固定管板式换热器固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起,这类换热器结构简单,价格低廉,但管外清洗困难,宜处理两流体温差小于50℃且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。
带有膨胀节的固定管板式换热器,其膨胀节的弹性变形可减小温差应力,这种补偿方法适用于两流体温差小于70℃且壳方流体压强不高于600Kpa的情况。
(2)浮头式换热器浮头式换热器的管板有一个不与外壳连接,该端被称为浮头,管束连同浮头可以自由伸缩,而与外壳的膨胀无关。
浮头式换热器的管束可以拉出,便于清洗和检修,适用于两流体温差较大的各种物料的换热,应用极为普遍,但结构复杂,造价高。
(3)填料涵式换热器填料涵式换热器管束一端可以自由膨胀,与浮头式换热器相比,结构简单,造价低,但壳程流体有外漏的可能性,因此壳程不能处理易燃,易爆的流体。
(4)U型管换热器U型管换热器的管子两端固定在同一管板上,管子两端可以自由伸缩,与其他管子机壳体无关。
这种换热器结构比较简单,重量轻,适用于高温高压场合,但管内清洗比较困难且管板利用率较差。
1.3换热器的发展趋势70年代的世界能源危机,有力地促进了传热强化技术的发展。
为了节能降耗,提高工业生产经济效益,要求开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备。
这是因为,随着能源的短缺(从长远来看,这是世界的总趋势),可利用热源的温度越来越低,换热允许温差将变得更小,当然,对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高。
所以,这些年来,换热器的开发与研究成为人们关注的课题。
最近,随着工艺装置的大型化和高效率化,换热器也趋于大型化,并向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。
同时,对其一方面要求成本适宜,另一方面要求高精度的设计技术。
当今换热器技术的发展以CFD(Computational Fluid Dynamics)、模型化技术、强化传热技术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系。
近年来,随着制造技术的进步,强化传热元件的开发,使得新型高效换热器的研究有了较大的发展,根据不同的工艺条件与换热工况设计制造了不同结构形式的新型换热器,并已在化工、炼油、石油化工、制冷、空分及制药各行业得到应用与推广,取得了较大的经济效益。
2、确定设计方案2.1换热器的类型浮头式换热器如右图所示,两端管板之一不与外壳固定连接,该端称为浮头。
当管子受热(或受冷)时,管子连同浮头可以自由伸缩,而与外壳的膨胀无关。
浮头式换热器不但可以补偿热膨胀,而且固定端的管板是以法兰与壳体相连接的,因此管束可以从壳体抽出,便于清洗和检修,故浮头式换热器应用比较普遍。
2.2材料的选择(1)换热器在进行换热器设计时,换热器各种零、部件的材料,应根据设备的操作压力、操作温度。
流体的腐蚀性能以及对材料的制造工艺性能等的要求来选取。
当然,最后还要考虑材料的经济合理性。
一般为了满足设备的操作压力和操作温度,即从设备的强度或刚度的角度来考虑,是比较容易达到的,但材料的耐腐蚀性能,有时往往成为一个复杂的问题。
在这方面考虑不周,选材不妥,不仅会影响换热器的使用寿命,而且也大大提高设备的成本。
至于材料的制造工艺性能,是与换热器的具体结构有着密切关系。
一般换热器常用的材料,有碳钢和不锈钢。
①碳钢:价格低,强度较高,对碱性介质的化学腐蚀比较稳定,很容易被酸腐蚀,在无耐腐蚀性要求的环境中应用是合理的。
如一般换热器用的普通无缝钢管,其常用的材料为10号和20号碳钢。
②不锈钢:奥氏体系不锈钢以1Cr18Ni9Ti为代表,它是标准的18-8奥氏体不锈钢,有稳定的奥氏体组织,具有良好的耐腐蚀性和冷加工性能。
正三角形排列结构紧凑,正方形排列便于机械清洗,同心圆排列用于小壳径换热器、外圆管布管均匀、结构更为紧凑。
我国换热器系列中,浮头式则以正方形错列排列居多,也有正三角形排列。
(2)管板管板的作用是将受热管束连接在一起,并将管程和壳程的流体分隔开来。
管板与管子的连接可胀接或焊接。
胀接法是利用胀管器将管子扩胀,产生显著的塑性变形,靠管子与管板间的挤压力达到密封紧固的目的。
胀接法一般用在管子为碳素钢,管板为碳素钢或低合金钢,设计压力不超过4 MPa,设计温度不超过350℃的场合。
(3)封头和管箱封头和管箱位于壳体两端,其作用是控制及分配管程流体。
①封头当壳体直径较小时常采用封头。
接管和封头可用法兰或螺纹连接,封头与壳体之间用螺纹连接,以便卸下封头,检查和清洗管子。
②管箱换热器管内流体进出口的空间称为管箱,壳径较大的换热器大多采用管箱结构。
由于清洗、检修管子时需拆下管箱,因此管箱结构应便于装拆。
③分程隔板当需要的换热面很大时,可采用多管程换热器。
对于多管程换热器,在管箱内应设分程隔板,将管束分为顺次串接的若干组,各组管子数目大致相等。
这样可提高介质流速,增强传热。
管程多者可达16程,常用的有2、4、6程。
在布置时应尽量使管程流体与壳程流体成逆流布置,以增强传热,同时应严防分程隔板的泄漏,以防止流体的短路2.3流动空间的确定换热器内冷热流体通道的选择:a 不洁或易结垢的物料应走易于清洗的一侧,如冷却水走管内;b 需提高流速以增大传热膜系数的流体应走管内,因管程比壳程易增加流速;c 有腐蚀性或高压流体多走管内,以减少设备腐蚀或降低壳体受压;d 饱和蒸汽一般走壳程,因蒸汽较清洁,且冷凝液排出方便;e 被冷却流体一般选壳程,便于散热;f 若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将传热膜系数大的流体通入壳程,以减少温差应力;>100即可达到湍流。
但g 流量小而温差大的液体一般走壳程为宜,因在壳程Re这并不是绝对,若流动阻力允许,将该种流体通入管内并采用多管程结构,反而能得到更高的传热膜系数。
煤油没有腐蚀性,碳钢的价格低,强度较高所以换热器的材料选择碳钢。
由于水的对流传热系数一般比较大,且易结垢,故选择冷却水走换热器的管程,煤油走壳程2.4流速的选择增加流体在换热器中的流速,将增大对流传热系数,减少污垢在管子表面上的沉积的可能,即降低了污垢热阻,使总传热系数增大,从而减小换热器的传热面积。
但是流速增加,又使流动阻力增大,动力消耗就增多。
所以适宜的流速要通过经济核算才能确定。
此外,在选择流速时,还需要考虑结构上的要求。
例如,选择高的流速,使管子的数目减少,对一定的传热面积,不得不采用较长的管子或增加程数。
管子太长不易清洗,但管子度有一定的标准;单程变为多程使平均温度下降。
这些也是选择流速时应考虑的问题。
下表列出了常用的流速适用范围,供设计时参考。
所选流速,应尽可能避免处于层流状态。
2.5 管子规格和排列方法选择管径时,应尽可能使流速高些,但一般不应该超过前面介绍的流速范围。
易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。
我国目前管壳式换热器系列标准仅有*19mm2mm两种规格的管子。
Ф25mm2.5mm及*管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。
长管不便于清洗且易弯曲。
一般出厂的标准管长为6m,合理的换热器管长为1.5m、2m、3m和6m。
系列标准中也采用这四种管长。
如前所述,管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列。
等边三角形排列的优点有:管板的强度高;流体走短路机会少,且管外流体扰动较大,因此对流传热系数较高;相同壳程可排列更多的管子。
正方形直列排列的优点是:便于清洗外观的外壁,适用壳程流体易结垢的场合;但其对流传热系数较正三角形排列时低。
正方形错列排列则介于上述两者之间,与直排列相比,对流传热系数可适当提高。
管子在管板上排列的间距t (指相邻两根管子的中心距),随管子于管板的连接方法不同而异。
通常,胀管法取t =(1.3~1.5)0d ,且相邻两管外壁间距不应小于6m m ,即t ≥(0d +6)。
焊接法取t =1.250d 。
2.6 管程和壳程数的确定当流体的流量较小或传热面积较大而需要管数很多时,有时会使管内流速较低,因而对流传热系数较小。
为了提高管内流速,可采用多管程。
但是管程数过多,导致管内流动阻力加大,增加动力费用;同时多程会使平均温度下降;此外多程隔板使管板上的可利用面积减小。
设计师应考虑这个问题。
管壳式换热器的系列标准中管程数有1、2、4和6程等四种。
采用多程时,通常应使每程的管子数大致相等。
管程数m 可按下式计算,即m uu=' 式中 u ——管程内流体的是以速度,m/s ; u '——单管程时管内流体的实际速度,m/s ;当温度校正系数t ϕ∆低于0.8时,可采用壳方多程。
但由于壳程隔板在制造、安装和检修等方面都有困难,故一般不采用壳方多程。
2.7 折流挡板安装折流挡板的目的,是为了增加壳程流体的速度,使湍流程度加剧,以提高壳程对流传热系数。
最常用的是圆缺形挡板,切去的弓形高度为外侨内径的10%~40%,一般取20%~25%,过高或过低度不利于传热。
两相邻挡板的距离(板间距)h 为外内径的0.2~1倍。
系列标准中采用的h 值为:固定管板式的有150、300、600m m 三种;浮头室的有150、200、300、480和600m m 五种。
板间距过小,不便于制造和检修,阻力也较大。
板间距过大,流体就难于垂直地流过管束,使对流传热系数下降。
2.8 外壳直径的确定对于斧浮头式换热器而言,换热器的壳体内径应等于或稍大于官办的直径。
根据计算出的实际管数、管径、管中心距及管子的排列方法等,可作图法确定壳体的内径。
一般在初步设计中,可先分别选定两流体的流速,然后计算所需要的管程和壳程的流通截面积,于系列标准中查出外壳的直径。