換熱設備中換熱介質參數(流速、允許壓降、溫度等)的合理選取。
在換熱設備中,介質流速高,傳熱系數大,在熱負荷情況下,可使傳熱面積減小,設備結構緊湊,不僅節(jié)省投資,而且有利于減緩或抑制污垢的形成,但同時,介質流速高,壓降增大,而且介質對傳熱面的沖蝕加劇,并容易產生流體誘導振動破壞等。計算表明,隨著介質流速的增大,壓降的增大速率遠大于傳熱系數的增大速率。因此,介質速度的選取應考慮壓降的合理性,盡可能在允許壓降范圍內,提高流速,以加大傳熱系數。
介質溫度和工作壓力一樣,通常由工藝過程的實際情況或由設計者根據需要來決定,但介質溫度過高或過低都可能出現結垢、結晶等現象,反而導致傳熱惡化,同時介質的溫度或溫度差會對換熱設備材質選用及熱補償要求等產生影響;換熱終溫對換熱設備效率和傳熱強度有很大影響,當熱,冷介質進行逆流換熱時,如冷流體出口終溫接近熱流體的進口溫度,則熱利用率較大,但傳熱強度較小,需要的傳熱面積較大。
換熱設備結構參數的合理選擇主要包括結構型式、尺寸和材質等方面。
如對于管殼式換熱器,須合理確定管程數和殼程形式,管程數有1~12程多種,常用有1,2,4管程,管程數增加,管內流速增加,傳熱系數也增加,但管內流速要受到管程壓降等限制。殼程也有多種形式,如單殼程、雙殼程等,管束支撐形式也可采用多種結構,如常用的圓缺形折流板、環(huán)盤形折流板、螺旋形折流板,折流桿式支撐等。換熱管管徑愈小換熱器愈緊湊,愈便宜,但是管徑愈小換熱器的壓降將增加,換熱管在管板上布置主要有正方形和三角形兩種形式,三角形布置有利于殼程流體的湍流,正方形布置有利于殼程清洗。
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