常見管殼式換熱器有哪幾種類型
由于管內外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大,換熱器內將產生很大熱應力,導致管子彎曲、斷裂,或從管板上拉脫。因此,當管束與殼體溫度差超過50℃時,需采取適當補償措施,以消除或減少熱應力。根據所采用的補償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:
① 固定管殼式換熱器
管束兩端的管板與殼體聯成一體,結構簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時,可在殼體上安裝有彈性的補償圈,以減小熱應力。
② 浮頭式換熱器
管束一端的管板可自由浮動,完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣,但結構比較復雜,造價較高。
③ U型管換熱器
每根換熱管皆彎成U形,兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū),借助于管箱內的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力,結構比浮頭式簡單,但管程不易清洗。
非金屬材料換熱器 化工生產中強腐蝕性流體的換熱,需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金屬材料制作管殼式換熱器。這類換熱器的換熱性能較差,只用于壓力低、振動小、溫度較低的場合。
管殼式換熱器流道的選擇 進行換熱的冷熱兩流體,按以下原則選擇流道:
①不潔凈和易結垢流體宜走管程,因管內清洗較方便;
②腐蝕性流體宜走管程,以免管束與殼體同時受腐蝕;
③壓力高的流體宜走管程,以免殼體承受壓力;
④飽和蒸汽宜走殼程,因蒸汽冷凝傳熱分系數與流速無關,且冷凝液容易排。
操作強化 當管壁兩側傳熱分系數相差很大時(如粘度小的液體與氣體間的換熱),應設法減小傳熱分系數低的一側的熱阻。如果管外傳熱分系數小,可采用外螺紋管(低翅片管),以加大管外一側的傳熱面積和流體湍動,減小熱阻。如果管內傳熱分系數小,可在管內設置麻花鐵,螺旋圈等添加物,以增強管內擾動,強化換熱,當然這時流體的流動阻力也將加大。
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