解析列管式換熱器的選用和設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)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(jì)算定性溫度,并確定在定性溫度下的流體性質(zhì)。
(4) 計(jì)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(yàn)值范圍,或按生產(chǎn)實(shí)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(jì)算管、殼程壓強(qiáng)降根據(jù)初定的列管式換熱器規(guī)格,計(jì)算管、殼程流體的流速和壓強(qiáng)降。檢查計(jì)算結(jié)果是否合理或符合工藝要求。若壓強(qiáng)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(jì)算壓強(qiáng)降直至符合要求為止。
3、核算總傳熱系數(shù)計(jì)算管、殼程對(duì)流傳熱系數(shù)αi和αo,確定污垢熱阻Rsi和Rso,再計(jì)算總傳熱系數(shù)K',比較K得初始值和計(jì)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(jì)算步驟。
通常,進(jìn)行換熱器的選擇或設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在符合傳熱要求的前提下,再考慮其他各項(xiàng)的問(wèn)題。它們之間往往是互相矛盾的。例如,若設(shè)計(jì)的換熱器的總傳熱系數(shù)較大,將導(dǎo)致流體通過(guò)換熱器的壓強(qiáng)降(阻力)增加,相應(yīng)地增加了動(dòng)力費(fèi)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(qiáng)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(jià)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??傊?,設(shè)計(jì)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(gè)適宜的設(shè)計(jì)。