換熱設備中換熱介質(zhì)參數(shù)(流速、允許壓降、溫度等)的合理選取。
在換熱設備中,介質(zhì)流速高,傳熱系數(shù)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(zhì)流速高,壓降增大,而且介質(zhì)對傳熱面的沖蝕加劇,并容易產(chǎn)生流體誘導振動破壞等。計算表明,隨著介質(zhì)流速的增大,壓降的增大速率遠大于傳熱系數(shù)的增大速率。因此,介質(zhì)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(nèi),提高流速,以加大傳熱系數(shù)。
介質(zhì)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(jù)需要來決定,但介質(zhì)溫度過高或過低都可能出現(xiàn)結垢、結晶等現(xiàn)象,反而導致傳熱惡化,同時介質(zhì)的溫度或溫度差會對換熱設備材質(zhì)選用及熱補償要求等產(chǎn)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(zhì)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(shù)的合理選擇主要包括結構型式、尺寸和材質(zhì)等方面。
如對于管殼式換熱器,須合理確定管程數(shù)和殼程形式,管程數(shù)有1~12程多種,常用有1,2,4管程,管程數(shù)增加,管內(nèi)流速增加,傳熱系數(shù)也增加,但管內(nèi)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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