热交换器原理与设计管壳式热交换器设计.pptx
《热交换器原理与设计管壳式热交换器设计.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热交换器原理与设计管壳式热交换器设计.pptx(72页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、1管程与管束中流体相通的空间壳程换热管外面流体及相通空间管程管程壳程壳程管程管程二、结构设计二、结构设计第1页/共72页21.1.管程结构(1)管束分程(分程隔板):):条件:当换热器所需换热面,而管子又不能太长时,就要管数n (v)n (v)为使管内vv提高传热效果需分程 管程数:一般有1 1,2 2,4 4,6 6,8 8,1010,1212等七种,最简单、最常用的是单管程。隔板布置方式平行布置法 T T形布置法分程的要求:a.避免流体温差较大的两部分管束紧邻b.程与程之间温差不宜过大,不超过2828c.应尽可能使各管程的换热管数大致相同d.分程隔板槽形状简单,密封面长度较短第2页/共72
2、页3第3页/共72页4管束分程布置图管束分程布置图流向流向第4页/共72页5分程隔板与管板的连接形式:隔板密封面通常10mm;对卧式换热器:设置6mm6mm的排液孔,其位置按具体情况而定第5页/共72页6壳体折流板折流杆防短路结构壳程分程2.壳程结构 壳体接管焊在壳体上,供壳程流体进、出。防冲挡板作用:减小流体的不均匀分布和对管束的侵蚀和震动,在壳程进口接管处设置防冲挡板.固定形式焊接在拉杆、定距管、折流板上焊接在圆筒上用U U型螺栓固定在换热管上第6页/共72页7第7页/共72页8设置条件:a.当壳程进口管流体的vv2 2值为下列数值时,应在壳程进口管处设置防冲板或导流筒 (i)非腐蚀,非磨
3、蚀性单相流体v22230kg/(m.s2)(ii)其他液体,包括沸点下液体v2740kg/(m.s2)b.有腐蚀或有磨蚀的气体、蒸汽及汽液混合物,应设置防冲板导流筒作用:a.:a.充分利用换热面积,减小壳程进出口处死区 b.b.也起防冲作用 c.c.减少壳程进出口处压降(外导流结构)条件:当壳程进出口接管距管板较远,流体停滞区过大时,应设置导流筒分类:内导流筒和外导流筒两种。第8页/共72页9第9页/共72页10第10页/共72页11作用:a.提高壳程流体流速,增加湍动程度;使壳程流 体垂直冲刷管束,提高壳程传热系数;b.b.减少结垢。c.c.支承管束折流板、支持板折流板结构形式弓形圆盘-圆环
4、形堰形折流板第11页/共72页12过程设备设计过程设备设计(a)单弓形单弓形(d)圆盘圆盘-圆环形圆环形(c)三弓形三弓形(b)双弓形双弓形弓形缺口高度h h应使流体流过缺口时与横向流过管束时的流速相近缺口大小用弓形弦高占壳体内直径的百分比来表示,如单弓形折流板,h=(0.20h=(0.200.45)D0.45)Di i,最常用0.25D0.25Di i。第12页/共72页13第13页/共72页14圆盘-圆环形折流板第14页/共72页15图2-22 2-22 单弓形折流挡板图2-24 2-24 圆盘圆环形折流挡第15页/共72页16第16页/共72页17布置原则:a.:a.一般应按等间距布置
5、b.b.管束两端的折流板尽可能靠近壳程进出口接管 折流板缺口布置原则:a.壳程为单相清洁流体时,折流板缺口 (卧式)应水平上下布置。若气体中含有少量液体,应在缺口朝上的 折流板最低处开设通液口;若液体中含有少量气体,应在缺口朝下 的折流板最高处开通气口;b.壳程介质为气液共存或液体中含有固体 颗粒时,折流板应垂直左右布置,并在 折流板最低处开通液口;c.间距:L Lminmin不小于0.20.2管内径DiDi,且不小于50mm50mm;L Lmaxmax不大于DiDi;第17页/共72页18过程设备设计过程设备设计壳程为单相清洁液体时,折流板缺口上下布置折流板缺口布置折流板缺口布置通液口通液口
6、通液口通液口通气口通气口通气口通气口(a)(b)第18页/共72页19过程设备设计过程设备设计卧式换热器的壳程介质为气液相共存或液体中含有固体颗粒时,折流板缺口应垂直左右布置,并在折流板最低处开通液口通液口通液口折流板缺口布置折流板缺口布置(c)第19页/共72页20折流板上管孔与换热管折流板与壳体内壁之间过大泄露严重,不利传热;易引起振动。过小安装困难。间隙折流板的排列方式:第20页/共72页21缺口左右方交错排列。卧式热交换器中的排列方式缺口上下方交错排列第21页/共72页22折流板的安装折流板的安装d14mm时时第22页/共72页23 折流板的固定 折流板的固定是通过拉杆和定距管来实现的
7、。拉杆结构 第23页/共72页24第24页/共72页25支持板设置条件:当换热器在工艺上无须设置折流板,但管子又比较长,超过最大无支撑跨距时,需设置一定数量的支持板,按照折流板处理.作用:a.:a.减小跨距防振 b.b.支承管子增加管子刚度,防止管子产生过大挠度形状尺寸:同折流板 最大无支撑跨距:换热管外径10121416192532384557 最大无支撑跨距钢管-11001300150018502200250027503200有色金属管7508509501100130016001900220024002800第25页/共72页26过程设备设计过程设备设计A A、换热管外径14mm14mm时
8、点焊结构B、换热管外径 14mm14mm时拉杆-定距管结构dndn折流板、支持板固定方式:第26页/共72页27拉杆数量:与拉杆直径,壳体DNDN有关拉杆布置:尽量布置在管束的外边缘,对于大直径的 换热器,在布管区内或靠近折流板缺口处 应布置适当数量的拉杆折流杆针对传统折流板:有传热死区,流体阻力,易产生管振动等缺点开发 新型折流杆结构结构:1 1支撑杆2 2折流杆3 3滑轨第27页/共72页28第28页/共72页29优点:a.传热量相同下,pp比弓形折流板降低50%50%;b.没有传热死区 c.结垢速度快;d.管束不易振动(壳程流体流向由横流变为轴流)(4)防短路结构目的:防止壳程流体,在某
9、些区域短路使传热效率增加结构:旁路挡板 图挡管 图中间挡板 图第29页/共72页30旁路挡板旁路挡板折流板折流板旁路挡板为了防止壳程边缘介质短路第30页/共72页31挡管挡管挡挡管管挡管结构防止管间短路;分程隔板槽背面两管板之间设置两端堵死的管子,即挡管;挡管一般与换热管规格相同,可与折流板点焊固定,也可用拉杆(带定距管或不带定距管)代替。挡管每隔3 34 4排换热管设置一根,但不设置在折流板缺口处第31页/共72页32中间挡板中间挡板U U形管束中心部分存在较大间隙 ,防止管间短路;中间挡板一般与折流板点焊固定;壳体DN500mmDN500mm时设置1 1块挡板500DN1000mm时时设置
10、2 2块挡板DN1000mm时时设置不少于3 3块挡板第32页/共72页33(5)壳程分程(纵向隔板)目的:a.:a.满足工艺设计要求 b.b.增大壳程流体传热系数型式:E:E型、F F型、G G型、H H型保证隔板与壳体间密封防介质短路纵向隔板与壳体的连接形式:焊接将隔板与壳体内壁焊接 可拆有密封元件壳程分程较管程分程困难,所以一般壳程2 2注:折流板仅改变流向而不是分程第33页/共72页34壳程分程壳程分程对分流双分流双分流第34页/共72页35第二节 管壳式热交换器的结构计算任务:确定设备的主要尺寸内容:管程流通截面积确定壳体直径壳程流通截面积进出口连接管尺寸一、管程流通截面积的计算单管
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 热交换器 原理 设计 管壳
限制150内