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列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算
列管式換熱器的選用和設(shè)計(jì)計(jì)算步驟基本上是一致的,其基本步驟如下:
1、試算并初選設(shè)備規(guī)格
(1)根據(jù)傳熱任務(wù),計(jì)算傳熱速率;
(2)計(jì)算傳熱溫差,并根據(jù)溫差修正系數(shù)不小于0.8的原則,確定殼程數(shù)或調(diào)整加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的終溫;
(3)選擇流體在換熱器中的通道;
(4)確定流體在換熱器中的流動(dòng)途徑。
(5)根據(jù)傳熱任務(wù)計(jì)算熱負(fù)荷Q。
(6)確定流體在換熱器兩端的溫度,選擇列管式換熱器的型式;計(jì)算定性溫度,并確定在定性溫度下流體的性質(zhì)。
(7)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)。
(8)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。
(9)依據(jù)傳熱基本方程,估算傳熱面積,并確定換熱器的基本尺寸或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇換熱器的規(guī)格; (10)選擇流體的流速,確定換熱器的管程數(shù)和折流板間距。
2.計(jì)算管、殼程壓強(qiáng)降根據(jù)初定的設(shè)備規(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)果是否合理或滿足工藝要求。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)降直至滿足要求為止。
3.計(jì)算傳熱系數(shù),校核傳熱面積 計(jì)算管程、殼程的對(duì)流傳熱系數(shù),確定污垢熱阻,計(jì)算傳熱系數(shù)和所需的傳熱面積。一般選用換熱器的實(shí)際傳熱面積比計(jì)算所需傳熱面積大10%~25%,若K'/K=1.15~1.25,否則另設(shè)總傳熱系數(shù),另選換熱器,返回第一步,重新進(jìn)行校核計(jì)算。
通常,進(jìn)行換熱器的選擇或設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)在滿足傳熱要求的前提下,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)增大,相應(yīng)地增加了動(dòng)力費(fèi)用;若增加換熱器的表面積,可能使總傳熱系數(shù)和壓強(qiáng)降降低,但卻又要受到安裝換熱器所能允許的尺寸的限制,且換熱器的造價(jià)也提高了。