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管殼式換熱器傳熱機(jī)理

一般來說，管殼式換熱器制造容易，生產(chǎn)成本低，選材范圍廣，清洗方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理量大，工作可靠，且能適應(yīng)高溫高壓。雖然它在結(jié)構(gòu)緊湊性、傳熱輕度和單位金屬消耗量方面無法與板式和板翅式換熱器相比，但它由于具有前述的一些優(yōu)點(diǎn)，因而在化工、石油能源等行業(yè)的應(yīng)用中仍處于主導(dǎo)地位。

管殼式換熱器是把管子與管板連接，再用殼體固定。它的型式大致分為固定管板式、釜式浮頭式、U型管式、滑動(dòng)管板式、填料函式及套管式等幾種，前面我們簡要介紹過。

根據(jù)介質(zhì)的種類、壓力、溫度、污垢和其他條件，管板與殼體的連接的各種結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)，傳熱管的形狀和傳熱條件，造價(jià)，維修檢查方便等情況來選擇設(shè)計(jì)制造各種管殼式換熱器。

管殼式換熱器設(shè)計(jì)所需考慮的因素

換熱設(shè)備的類型很多，對每種特定的傳熱工況，通過優(yōu)化選型都會(huì)得到一種的設(shè)備型號(hào)，如果將這個(gè)型號(hào)的設(shè)備使用到其他工況，則傳熱的效果可能有很大的改變。因此，針對具體工況選擇換熱器類型，是很重要和復(fù)雜的工作。對管殼式換熱器的設(shè)計(jì)，有以下因素值得考慮。

流速的選擇

流速是換熱器設(shè)計(jì)的重要變量，提高流速則提高傳熱系數(shù)，同時(shí)壓力降與功耗也會(huì)隨之增加，如果采用泵送流體，應(yīng)考慮將壓力降盡量消耗在換熱器上而不是調(diào)節(jié)閥上，這樣可依靠提高流速來提高傳熱效果。

采用較高的流速有兩個(gè)好處：一是提高總傳熱系數(shù)，從而減小換熱面積；二是減少在管子表面生成污垢的可能性。但是也相應(yīng)的增加了阻力和動(dòng)力的消耗，所以需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較才能后確定適宜的流速。

此外在選擇流速上，還必須考慮結(jié)構(gòu)上的要求。為了避免設(shè)備的嚴(yán)重磨損，所算出的流速不應(yīng)超過允許的經(jīng)驗(yàn)流速。

管殼式換熱器設(shè)計(jì)所需考慮的因素

螺紋管性能特點(diǎn)

在管子類型中，螺紋管屬于管外擴(kuò)展表面的類型，在普通換熱管外壁軋制成螺紋狀的低翅片，用以增加外側(cè)的傳熱面積。螺紋管表面積比光管可擴(kuò)展1.6-2.7倍，與光管相比，

當(dāng)管外流速一樣時(shí)，殼程傳熱熱阻可以縮小相應(yīng)的倍數(shù)，而管內(nèi)流體因管徑的減小，則壓力降會(huì)略有增大。螺紋管比較適宜于殼程傳熱系數(shù)相當(dāng)于管程傳熱系數(shù)1/3-3/5的工況。

波紋管換熱器的性能特點(diǎn)

以改變管內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)、增強(qiáng)傳熱效果的典型管形為波紋管、內(nèi)插物管。波紋管是在無切削的機(jī)加工中，管內(nèi)被擠出凸肋從而改變了管內(nèi)壁滯流層的流動(dòng)狀態(tài)，減少了流體傳熱熱阻，增強(qiáng)了傳熱效果。

折流桿換熱器的性能特點(diǎn)

折流桿換熱器、雙弓板換熱器、盤環(huán)式換熱器、旋流式換熱器等，都屬于通過殼程管束支撐件、大幅度降低阻力提高流速或改變流動(dòng)方式從而達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。折流桿換熱器每根換熱管的四個(gè)方向上，用折流桿加以固定，具有很好的防震性能。