换热器的传热系数.docx

1 介质不同,传热系数各不相同我们公司的经验是: 1、汽水换热:过热部分为800~1000W/m2.℃饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速)。水水换热为:K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速,V2水壳程流速) 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K,W/(m2.℃) 水水 850~1700 水气体 17~280 水有机溶剂 280~850 水轻油 340~910 水重油 60~280 有机溶剂有机溶剂 115~340 水水蒸气冷凝 1420~4250 气体水蒸气冷凝 30~300 水低沸点烃类冷凝 455~1140 水沸腾水蒸气冷凝 2000~4250 轻油沸腾水蒸气冷凝 455~1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在
2 800~2200W/m2·℃范围内。列管换热器的传热系数不宜选太高,一般在800-1000 W/m2·℃。螺旋板式换热器的总传热系数(水—水)通常在1000~2000W/m2·℃范围内。板式换热器的总传热系数(水(汽)—水)通常在3000~5000W/m2·℃范围内。 1. 流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程,哪一种流体流经壳程,下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内,以便于清洗管子。(2) 腐蚀性的流体宜走管内,以免壳体和管子同时受腐蚀,而且管子也便于清洗和检修。(3) 压强高的流体宜走管内,以免壳体受压。(4) 饱和蒸气宜走管间,以便于及时排除冷凝液,且蒸气较洁净,冷凝传热系数与流速关系不大。(5) 被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用,以增强冷却效果。(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壳程,且可采用多管程以增大流速。(7) 粘度大的液体或流量较小的流体,宜走管间,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re(Re>100)
下即可达到湍流,以提高对流传热系数。在选择流体流径时,上述各点常不能同时兼顾,应视具体情况抓住主要矛盾,例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求,然后再校核对流传热系数和压强降,以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速,将加大对流传热系数,减少污垢在管子表面上沉积的可能性,即降低了污垢热阻,使总传热系数增大,从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加,又使流体阻力增大,动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。此外,在选择流速时,还需考虑结构上的要求。例如,选择高的流速,使管子的数目减少,对一定的传热面积,不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗,且一般管长都有一定的标准;单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定,就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度,则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某
热流体,冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计,而换热器出口的冷水温度,便需要根据经济衡算来决定。为了节省水量,可使水的出口温度提高些,但传热面积就需要加大;为了减小传热面积,则要增加水量。两者是相互矛盾的。一般来说,设计时可采取冷却水两端温差为5~10℃。缺
4 水地区选用较大的温度差,水源丰富地区选用较小的温度差。 4. 管子的规格和排列方法选择管径时,应尽可能使流速高些,但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有φ25××2mm两种规格的管子。管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗,且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m,、2、3或6m。系列标准中也采用这四种管长。此外,管长和壳径应相适应,一般取L/D为4~6(对直径小的换热器可大些)。如前所述,管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等,如第五节中图4-25所示。等边三角形排列的优点有:管板的强度高;流体走短路的机会少,且管外流体扰动较大,因而对流传热系数较高;相同的壳径内可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁,适用于壳程流体易产生污垢的场合;但其对流传热系数较正三角排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者之间,即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。管子在管板上排列的间距(指相邻两根管子的中心距),随管子与管板的连接方法不同而异。通常,胀管法取t=(~)do,且相邻两管外壁间距不应小于6mm,即t≥(d+6)。焊接法