换热器管束分程

原创 胡伟明  2020-11-14 20:56:00  阅读 46 次 评论 0 条
摘要:

概念在管壳式换热器中,流体流经换热管内的通道及与其相贯通的部分称为管程。在管内流动的流体从换热管的一端流到另一端,称为一个管程。管壳式换热器中最简单的是单管程的换热器。目的如需加大传热面积,可适量增加换热管长度或换热管数量。但增加换热管长度往往受到加工、安装、操作与维护等方面的限制,故经常采用增加换热管数量的方法。增加管数可以增加换热面积,但介质在管束中的流速随着换热管数的增加而下降,结果反而使流体的传热系数降低,故不能单纯依靠采用增加换热管数量的方式来达到提高传热效果的目的。为解决这个问题,使

概念

在管壳式换热器中,流体流经换热管内的通道及与其相贯通的部分称为管程。在管内流动的流体从换热管的一端流到另一端,称为一个管程。管壳式换热器中最简单的是单管程的换热器。

目的

如需加大传热面积,可适量增加换热管长度或换热管数量。但增加换热管长度往往受到加工、安装、操作与维护等方面的限制,故经常采用增加换热管数量的方法。增加管数可以增加换热面积,但介质在管束中的流速随着换热管数的增加而下降,结果反而使流体的传热系数降低,故不能单纯依靠采用增加换热管数量的方式来达到提高传热效果的目的。为解决这个问题,使流体在管束中保持较大流速,可以将管束分程,在换热器一端或两端的管箱中分别配置一定数量的隔板,并使每一程中换热管数量大致相等,使流体依次流过各程换热管,以增加流体流速,提高传热效果。

分程形式

管束分程可采用多种不同的组合方式,当管程流体进、出口温度,变化很大时,应尽量避免流体温差较大的两部分管束相邻,否则管束与管板中将产生很大的温差应力,容易引起换热管变形或拉脱等故障。根据经验,管程温差以不超过20℃为宜,程数小于4时,采用平行的隔板更为有利。  

从加工,安装,操作与维护角度考虑,偶数管程有更多的方便之处,因此应用最多,程数从2、4、6直至12。但程数不宜过多,否则隔板本身将会占去相当大的布管面积,而且在壳程中会形成很大的旁路,影响传热。随着程数的增加,换热器的传热效率将有所下降且接近于错流传热。下表列出了1~6程的几种管束分程布置形式。

管束分程布置形式.png

对于4管程的分法,有平行和工字形两种,一般为了接管方便,选用平行分法较合适,同时平行分法亦可使管箱内残液放尽。工字形排列法的优点是比平行法密封线短,而且可以排列更多的换热管。


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