1.管壳式换热器基本设计原则。
(1)液流直径的选择是指在管程和壳程上走哪种流体,这一问题受到多种因素的限制,下面以固定管板换热器为例,介绍几个选用原则:
a.不洁易结垢的流体宜走管程,认为管程清洗比较方便。
b.腐蚀性液体宜走管道行程,以免管道与壳体同时发生腐蚀,且管道程易于检查及更换,
c.高压流体宜走管程,以免壳体受到压力,从而节约壳体金属消耗。
d.所冷却流体宜走壳程,能利用壳体外部的散热作用,加强冷却效果。
e.饱和蒸气宜走壳程,以便及时排除冷凝液,而且干净整洁,一般无需清洗。
f.有毒的、易受污染的流体建议走管道,以减少泄漏。
g.流速小或粘度大的流体宜走壳程,因为流体在有折流板的壳程内流动,由于流速和流向的持续变化,在较低的Re(Re>100)可以达到湍流,从而提高换热系数。
h.如果两流体的温差很大,应使对流换热系数大的流体走壳程由于壁面温度接近α的流体,以减小管壁与壳壁的温差,减小温差。
上述原理并非绝对,对于特定流体而言,上述原理可能互相矛盾。所以,在选择流体的流动路径时,要根据实际情况把握主要矛盾。
(2)流苏的选择涉及到传热系数、流动阻力、结构等方面。
流动速度:流速增加对流换热系数,减少结垢,总换热系数增加。
但是与此同时,流动阻力增大,动力性增加;选择高流速,使得管道数目减少,对于一定的换热面积,必须采用更长的管道或增加程序,管过长清洗时间过长,将管道变成多道,使得平均换热温差降低。
所以需要通过多方面的权衡来选择合适的流量。
(3)管道规格和管距。
管道的规格选择包括管直径和管长度。对清洁的流体,可以选择直径较小的管径,对容易结垢和不洁净的流体,可以选择大管径。
管距:管径中心距,管径小,有利于提高传热系数,而且设备紧凑。