管殼式冷凝器結(jié)構(gòu)
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內(nèi)部裝有管束,管束兩端固定在管板上。
進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內(nèi)流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。
為提高管外流體的傳熱分系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束,增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。
等邊三角形排列較緊湊,管外流體湍動程度高,傳熱分系數(shù)大;正方形排列則管外清洗方便,適用于易結(jié)垢的流體。
管殼式換熱器的主要控制參數(shù)為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數(shù)等。
流體每通過管束一次稱為一個管程,每通過殼體一次稱為一個殼程。
為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板,將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子,因而在管束中往返多次,這稱為多管程。
同樣,為提高管外流速,也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板,迫使流體多次通過殼體空間,稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。
殼管式換熱器的換熱管結(jié)構(gòu)介紹
換熱管可采用光管、螺紋管、螺旋槽管等。在換熱管選擇中,應(yīng)考慮下列幾個因素。
(1)管徑
管徑愈小的換熱器愈緊湊、愈便宜,且可以獲得較好的對流換熱系數(shù)與阻力系數(shù)的比值。但是,管徑愈小的換熱器的壓降將愈大,在滿足允許壓力降的情況下,一般推薦選用19管子。對于易結(jié)垢的流體,為方便清洗,采用外徑為25管子。對于有氣一液兩相流的工藝流體,一般選用較大的管徑。例如再沸器、鍋爐,換熱管多采用32、51的管徑。
(2)管長
無相變換熱時,管子較長則傳熱系數(shù)也增加。在相同的傳熱面積情況下,采用長管則流動截面積小,流速大,管程數(shù)少,從而可減少流體在換熱器中的回彎次數(shù),因而壓力降也較小;而且采用長管時,每平方米傳熱面的比價也低。但是,管子過長會給制造帶來困難。因此,一般選用管長為4~6m。對于傳熱面積大或無相變的換熱器可選用8~9m的管長。
(3)管子的排列和管心距
管子在管板上的排列形式主要有正方形排列和三角形排列
兩種形式。
三角形排列有利于殼程流體達(dá)到湍流且排管數(shù)也多。正方形排列有利于殼程的清洗。
為了彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn),就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)過一定角度的正方形排列(即轉(zhuǎn)置正方形排列)和留有清洗通道的三角形排列。管間距是兩相鄰管子中心的距離。管間距愈小則設(shè)備愈緊湊,但將引起管板增厚、清潔不便、殼程壓降增大。為此,一般選用范圍為(1.25~1.5)(為管外徑)