解析列管式換熱器的選用和設(shè)計計算步驟
1、試算并初選設(shè)備規(guī)格
(2) 根據(jù)其傳熱任務(wù)計算熱負(fù)荷Q。
(3) 確定流體在設(shè)備兩端的溫度,選擇設(shè)備的型式;計算定性溫度,并確定在定性溫度下的流體性質(zhì)。
(4) 計算平均溫度差,并根據(jù)溫度校正系數(shù)不應(yīng)小于0.8的原則,決定殼程數(shù)。
(5) 依據(jù)總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值范圍,或按生產(chǎn)實際情況,選定總傳熱系數(shù)K選值。
(6) 由總傳熱速率方程Q=KSΔtm,初步算出傳熱面積S,并確定換熱器的基本尺寸(如d、L、n及管子在管板上的排列等),或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備規(guī)格。
2、計算管、殼程壓強降根據(jù)初定的列管式換熱器規(guī)格,計算管、殼程流體的流速和壓強降。檢查計算結(jié)果是否合理或符合工藝要求。若壓強降不符合要求,要調(diào)整流速,再確定管程數(shù)或折流板間距,或選擇另一規(guī)格的設(shè)備,重新計算壓強降直至符合要求為止。
3、核算總傳熱系數(shù)計算管、殼程對流傳熱系數(shù)αi和αo,確定污垢熱阻Rsi和Rso,再計算總傳熱系數(shù)K',比較K得初始值和計算值,若K'/K=1.15~1.25,則初選的設(shè)備合適。否則需另設(shè)K選值,重復(fù)以上計算步驟。
通常,進(jìn)行換熱器的選擇或設(shè)計時,應(yīng)在符合傳熱要求的前提下,再考慮其他各項的問題。它們之間往往是互相矛盾的。例如,若設(shè)計的換熱器的總傳熱系數(shù)較大,將導(dǎo)致流體通過換熱器的壓強降(阻力)增加,相應(yīng)地增加了動力費用;若增加列管式換熱器的表面積,可能使總傳熱系數(shù)和壓強降降低,但卻又要受到安裝設(shè)備所能允許的尺寸的限制,且它的造價也上升了。
此外,其它因素(如加熱和冷卻介質(zhì)的用量,設(shè)備的檢修和操作)也不可忽視。總之,設(shè)計者應(yīng)綜合分析考慮上述諸因素,給予細(xì)心的判斷,以便作出一個適宜的設(shè)計。