换热器传热系数K.doc

页眉... 页脚. 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/m 2.℃饱和部分是按照公式 K=2093+786V(V 是管内流速)含污垢系数 。水水换热为: K=767(1+V1+V2)(V1 是管内流速, V2 水壳程流速)含污垢系数 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/(m 2.℃) 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 值通常在页眉... 页脚. 800~2200W/ m 2·℃范围内。列管换热器的传热系数不宜选太高,一般在 800-1000 W/ m 2·℃。螺旋板式换热器的总传热系数(水—水)通常在 10 00~2 0 00W/ m 2·℃范围内。板式换热器的总传热系数(水(汽) —水)通常在 30 00~ 50 00W/ m 2· ℃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) 页眉... 页脚. 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℃。缺页眉... 页脚. 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φ 25× m及φ 19× 2m m 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 , 则合理的换热器管长应为 、 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