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1、会计学1热交换器原理与设计热交换器原理与设计(shj)管壳式热交管壳式热交换器设计换器设计(shj)解析解析第一页，共73页。2管程管程与管束与管束(gunsh)中流体相通的中流体相通的空间空间壳程壳程换热管外面换热管外面(wimin)流体及相通流体及相通空间空间管程管程管程管程壳程壳程壳程壳程管程管程管程管程二、结构设计二、结构设计第1页/共73页第二页，共73页。31.1.管程结构管程结构(jigu)(jigu)(1)管束(gunsh)分程(分程隔板):条件条件(tiojin):(tiojin):当换热器所需换热面当换热器所需换热面，而管子又不能太长时，而管子又不能太长时，就要就要管数管数
2、n (v)n (v)为使管内为使管内vv提高传热效果提高传热效果需分程需分程 管程数管程数:一般有一般有1 1，2 2，4 4，6 6，8 8，1010，1212等七种等七种,最简单、最简单、最常用的是单管程。最常用的是单管程。隔板布置方式隔板布置方式平行布置法平行布置法 T T形布置法形布置法分程的要求分程的要求:a.避免流体温差较大的两部分管束紧邻避免流体温差较大的两部分管束紧邻b.程与程之间温差不宜过大程与程之间温差不宜过大,不超过不超过2828c.应尽可能使各管程的换热管数大致相同应尽可能使各管程的换热管数大致相同d.分程隔板槽形状简单分程隔板槽形状简单,密封面长度较短密封面长度较短第
3、2页/共73页第三页，共73页。4第3页/共73页第四页，共73页。5管束管束(gunsh)分程布置图分程布置图流向流向(li xin)第4页/共73页第五页，共73页。6分程隔板与管板的连接分程隔板与管板的连接(linji)形式形式:隔板隔板(bn)密封面通常密封面通常10mm;对卧式换热器对卧式换热器:设置设置6mm的排液孔的排液孔,其位置按具体情况而定其位置按具体情况而定第5页/共73页第六页，共73页。7壳体壳体折流板折流板折流杆折流杆防短路防短路(dunl)(dunl)结结构构壳程分程壳程分程2.壳程结构壳程结构(jigu)壳体壳体接管接管(jigun)焊在壳体上，供壳程流体进、出。
4、焊在壳体上，供壳程流体进、出。防冲挡板防冲挡板作用作用:减小流体的不均匀分布和对管束的侵蚀和震动，减小流体的不均匀分布和对管束的侵蚀和震动，在壳程进口接管处设置在壳程进口接管处设置防冲挡板防冲挡板.固定形式固定形式焊接在拉杆、定距管、折流板上焊接在拉杆、定距管、折流板上焊接在圆筒上焊接在圆筒上用用U U型螺栓固定在换热管上型螺栓固定在换热管上第6页/共73页第七页，共73页。8第7页/共73页第八页，共73页。9设置条件设置条件:a.:a.当壳程进口管流体的当壳程进口管流体的v2v2值为下列数值时，值为下列数值时，应在壳程进口管处设置防冲板或导流筒应在壳程进口管处设置防冲板或导流筒 (i)(i
5、)非腐蚀非腐蚀,非磨蚀性单相流体非磨蚀性单相流体v2v22230kg/(m.s2)2230kg/(m.s2)(ii)(ii)其他其他(qt)(qt)液体，包括沸点下液体液体，包括沸点下液体v2v2740kg/(m.s2)740kg/(m.s2)b.b.有腐蚀或有磨蚀的气体、蒸汽及汽液混合有腐蚀或有磨蚀的气体、蒸汽及汽液混合物，物，应设置防冲板应设置防冲板导流筒导流筒作用作用:a.:a.充分利用换热面积充分利用换热面积,减小壳程进出口处死区减小壳程进出口处死区 b.b.也起防冲作用也起防冲作用 c.c.减少减少(jinsho)(jinsho)壳程进出口处压降壳程进出口处压降(外导流结构外导流结构
6、)条件条件:当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞(tngzh)(tngzh)区过大时，区过大时，应设置导流筒应设置导流筒分类分类：内导流筒和外导流筒两种内导流筒和外导流筒两种。第8页/共73页第九页，共73页。10第9页/共73页第十页，共73页。11第10页/共73页第十一页，共73页。12作用作用:a.a.提高壳程流体流速，增加湍动程度；使壳程流提高壳程流体流速，增加湍动程度；使壳程流 体垂直冲体垂直冲刷管束刷管束(gunsh)(gunsh)，提高壳程传热系数；，提高壳程传热系数；b.b.减少结垢。减少结垢。c.c.支承管束支承管束(gunsh)(gun
7、sh)折流板、支持折流板、支持(zhch)板板折流板折流板结构结构(jigu)形式形式弓形弓形圆盘圆盘-圆环形圆环形堰形折流板堰形折流板第11页/共73页第十二页，共73页。13过程过程(guchng)设备设计设备设计(a)单弓形单弓形(d)圆盘圆盘-圆环形圆环形(c)三弓形三弓形(b)双弓形双弓形弓形缺口弓形缺口(quku)(quku)高度高度h h应使流体流过缺口时与横向流过管束时的流速应使流体流过缺口时与横向流过管束时的流速(li s)(li s)相近相近缺口大小用弓形弦高占壳体内直径的百分比来表示，缺口大小用弓形弦高占壳体内直径的百分比来表示，如单弓形折流板，如单弓形折流板，h=(0.
8、20h=(0.200.45)Di0.45)Di，最常用，最常用0.25Di0.25Di。第12页/共73页第十三页，共73页。14第13页/共73页第十四页，共73页。15圆盘圆盘(yun pn)-(yun pn)-圆环形折流板圆环形折流板第14页/共73页第十五页，共73页。16图图2-22 2-22 单弓形单弓形(n xn)(n xn)折流挡板折流挡板图图2-24 2-24 圆盘圆盘(yun pn)(yun pn)圆环形折流挡圆环形折流挡第15页/共73页第十六页，共73页。17第16页/共73页第十七页，共73页。18布置原则布置原则:a.:a.一般应按等间距布置一般应按等间距布置 b.
9、b.管束两端管束两端(lin dun)(lin dun)的折流板尽可能靠近壳程进出口接管的折流板尽可能靠近壳程进出口接管 折流板缺口布置原则折流板缺口布置原则:a.壳程为单相清洁流体时，折流板缺口壳程为单相清洁流体时，折流板缺口 (卧式）卧式）应水平上下布置。应水平上下布置。若气体中含有若气体中含有(hn yu)少量液体少量液体,应在缺口朝应在缺口朝上的上的 折流板最低处开设通液口折流板最低处开设通液口;若液体中含有若液体中含有(hn yu)少量气体，应在缺口朝少量气体，应在缺口朝下下 的折流板最高处开通气口的折流板最高处开通气口;b.壳程介质为气液共存或液体中含有壳程介质为气液共存或液体中含
10、有(hn yu)固体固体 颗粒时，折流板应垂直左右布置，并在颗粒时，折流板应垂直左右布置，并在 折流板最低处开通液口折流板最低处开通液口;c.间距间距(jin j)：Lmin不小于不小于0.2管内径管内径Di，且不，且不小于小于50mm；Lmax不大于不大于Di；第17页/共73页第十八页，共73页。19过程过程(guchng)设备设计设备设计壳程为单相清洁液体壳程为单相清洁液体(yt)时，折流板缺口上下布时，折流板缺口上下布置置折流板缺口折流板缺口(quku)(quku)布置布置通液口通液口通液口通液口通气口通气口通气口通气口(a)(b)第18页/共73页第十九页，共73页。20过程过程(g
11、uchng)设备设计设备设计卧式换热器的壳程介质为气液相共存或液体卧式换热器的壳程介质为气液相共存或液体(yt)中含有固体中含有固体颗粒时，折流板缺口应垂直左右布置，并在折流板最低处开通颗粒时，折流板缺口应垂直左右布置，并在折流板最低处开通液口液口通液口通液口折流板缺口折流板缺口(quku)(quku)布置布置(c)第19页/共73页第二十页，共73页。21折流板上管孔与换热管折流板上管孔与换热管折流板与壳体内壁之间折流板与壳体内壁之间过大过大泄露严重泄露严重,不利传热不利传热;易引起振动易引起振动(zhndng)(zhndng)。过小过小安装困难。安装困难。间隙间隙折流板的排列(pili)方
12、式：第20页/共73页第二十一页，共73页。22缺口(quku)左右方交错排列。卧式热交换器中的排列(pili)方式缺口上下方(xi fn)交错排列第21页/共73页第二十二页，共73页。23折流板的安装折流板的安装(nzhung)d14mm时时第22页/共73页第二十三页，共73页。24 折流板的固定折流板的固定 折流板的固定是通过折流板的固定是通过(tnggu)(tnggu)拉杆和定距管来实现的。拉杆和定距管来实现的。拉杆(lgn)结构 第23页/共73页第二十四页，共73页。25第24页/共73页第二十五页，共73页。26支持支持(zhch)板板设置条件设置条件:当换热器在工艺上无须设置
13、折流板，当换热器在工艺上无须设置折流板，但管子但管子(gun zi)(gun zi)又比较长，超过最大无支撑跨距时，又比较长，超过最大无支撑跨距时，需设置一定数量的支持板，按照折流板处理需设置一定数量的支持板，按照折流板处理.作用作用:a.:a.减小跨距减小跨距防振防振 b.b.支承管子支承管子增加管子刚度增加管子刚度(n d)(n d)，防止管子产生过大挠度，防止管子产生过大挠度形状尺寸形状尺寸:同折流板同折流板 最大无支撑跨距最大无支撑跨距:换热管外径10121416192532384557 最大无支撑跨距钢管-11001300150018502200250027503200有色金属管75
14、08509501100130016001900220024002800第25页/共73页第二十六页，共73页。27过程过程(guchng)设备设计设备设计A A、换热管外径、换热管外径14mm14mm时时点焊点焊(din hn)(din hn)结构结构B、换热管外径、换热管外径 14mm时时拉杆拉杆(lgn)-定距定距管结构管结构dndn折流板、支持板固定方式：折流板、支持板固定方式：第26页/共73页第二十七页，共73页。28拉杆拉杆(lgn)(lgn)数量数量:与拉杆与拉杆(lgn)(lgn)直径，壳体直径，壳体DNDN有关有关拉杆布置拉杆布置:尽量布置在管束的外边缘尽量布置在管束的外边缘
15、(binyun)(binyun)，对于大直径的，对于大直径的 换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处换热器，在布管区内或靠近折流板缺口处 应布置适当数量的拉杆应布置适当数量的拉杆折流杆折流杆针对传统折流板针对传统折流板:有传热有传热(chun r)(chun r)死区死区,流体阻力流体阻力,易产生管振动等缺点易产生管振动等缺点开发开发 新型折流杆新型折流杆结构结构:1 1支撑杆支撑杆2 2折流杆折流杆3 3滑轨滑轨第27页/共73页第二十八页，共73页。29第28页/共73页第二十九页，共73页。30优点优点:a.传热量相同下，传热量相同下，p比弓形折流板降低比弓形折流板降低50%；b.没有传热
16、死区没有传热死区 c.结垢结垢(ji u)速度快；速度快；d.管束不易振动管束不易振动(壳程流体流向由横流变为轴流壳程流体流向由横流变为轴流)(4)防短路防短路(dunl)结构结构目的目的:防止防止(fngzh)(fngzh)壳程流体，在某些区域短路壳程流体，在某些区域短路使传热效率增加使传热效率增加结构结构：旁路挡板旁路挡板 图图挡管挡管 图图中间挡板中间挡板 图图第29页/共73页第三十页，共73页。31旁路挡板旁路挡板折流板折流板旁路旁路(pn l)挡板挡板为了防止为了防止(fngzh)壳程边缘壳程边缘介质短路介质短路第30页/共73页第三十一页，共73页。32挡管挡管挡挡管管挡管结构挡
17、管结构(jigu)(jigu)防止管间短路；防止管间短路；分程隔板槽背面两管板之间设置两端堵死的管子分程隔板槽背面两管板之间设置两端堵死的管子(gun zi)(gun zi)，即挡管；即挡管；挡管一般与换热管规格相同，可与折流板点焊固定，也可用挡管一般与换热管规格相同，可与折流板点焊固定，也可用拉杆（带定距管或不带定距管）代替。拉杆（带定距管或不带定距管）代替。挡管每隔挡管每隔3 34 4排换热管设置一根，但不设置在折流板缺口处排换热管设置一根，但不设置在折流板缺口处第31页/共73页第三十二页，共73页。33中间中间(zhngjin)挡板挡板中间中间(zhngjin)挡板挡板U U形管束中心
18、部分存在较大间隙形管束中心部分存在较大间隙 ，防止，防止(fngzh)(fngzh)管间短管间短路；路；中间挡板一般与折流板点焊固定；中间挡板一般与折流板点焊固定；壳体壳体DN500mmDN500mm时时设置设置1 1块挡板块挡板500500DNDN1000mm1000mm时时设置设置2 2块挡板块挡板DN1000mmDN1000mm时时设置不少于设置不少于3 3块挡板块挡板第32页/共73页第三十三页，共73页。34(5)壳程分程壳程分程(纵向纵向(zn xin)隔板隔板)目的目的:a.:a.满足工艺设计要求满足工艺设计要求(yoqi)(yoqi)b.b.增大壳程流体传热系数增大壳程流体传热
19、系数型式型式(xn sh):E(xn sh):E型、型、F F型、型、G G型、型、H H型型保证隔板与壳体间密封保证隔板与壳体间密封防介质短路防介质短路纵向隔板与壳体的连接形式纵向隔板与壳体的连接形式:焊接焊接将隔板与壳体内壁焊接将隔板与壳体内壁焊接 可拆可拆有密封元件有密封元件壳程分程较管程分程困难，所以一般壳程壳程分程较管程分程困难，所以一般壳程2 2注注:折流板仅改变流向而不是分程折流板仅改变流向而不是分程第33页/共73页第三十四页，共73页。35壳程分程壳程分程对分流对分流(fn li)双分流双分流(fn li)第34页/共73页第三十五页，共73页。36第二节 管壳式热交换器的结
20、构(jigu)计算任务:确定设备的主要(zhyo)尺寸内容(nirng):管程流通截面积确定壳体直径壳程流通截面积进出口连接管尺寸一、管程流通截面积的计算单管程热交换器的管程流通截面积为：第35页/共73页第三十六页，共73页。37式中：At为管程流通(litng)截面积，m2；Mt为管程流体的质量(zhling)流量，Kg/s；t为管程流体(lit)的密度，Kg/m3；Wt为管程流体的流速，m/s；需管数n式中：d1管子内径，m；第36页/共73页第三十七页，共73页。38每根管子(gun zi)的长度L为式中：F热计算所需要(xyo)的传热面m2；d管子的计算(j sun)直径，m计算直径
21、的选取方法：计算直径的选取方法：一般情况下，管子的计算直径取换热系数小的一般情况下，管子的计算直径取换热系数小的那一侧的，只有在两侧的换热系数相近时才取平均那一侧的，只有在两侧的换热系数相近时才取平均直径作为计算直径。直径作为计算直径。第37页/共73页第三十八页，共73页。39换热管的长度与壳体直径换热管的长度与壳体直径(zhjng)的比值在的比值在425之间；之间；一般为一般为610，对于立式，对于立式(l sh)热交换器而言比值为热交换器而言比值为46。若算得的管长过长，则应该若算得的管长过长，则应该(ynggi)(ynggi)做成多程的热交换器。做成多程的热交换器。换热管长度取值：换热
22、管长度取值：管程数管程数Zt为为：式中：l所确定的管子的长度所确定的管子的长度mL管程总长管程总长，m；第38页/共73页第三十九页，共73页。40管子(gun zi)的总根数n每程管数每程管数式中式中：流程流程(lichng)数的选取：数的选取：过多过多(u du)隔板隔板在管板上占去过多的面积，管板排管数降低在管板上占去过多的面积，管板排管数降低增加流体穿过增加流体穿过隔板隔板垫片短路的机会垫片短路的机会增加流体的转弯次数及流动阻力增加流体的转弯次数及流动阻力流程数适中流程数适中第39页/共73页第四十页，共73页。41程数宜取偶数，以使流体的进、出口程数宜取偶数，以使流体的进、出口连接连
23、接(linji)管做在同一封头管箱上，便管做在同一封头管箱上，便于制造。于制造。二、壳体直径(zhjng)的确定内径内径(ni jn)方法方法作图（可靠，准确）估算第40页/共73页第四十一页，共73页。42式中：b管束(gunsh)中心线上最外层管中心至壳体内壁距离，b（11.5）d0(d0为管外径)。b 沿六边形对角线上的管数。估算 当管子(gun zi)按照等边三角形排列时，；当管子(gun zi)接正方形排列时壳体的外径(wi jn)强度强度钢制压力容器标准的规定加以确定第41页/共73页第四十二页，共73页。43 公称直径小于或等于公称直径小于或等于400mm400mm的热交换器，可
24、以采用无缝钢管的热交换器，可以采用无缝钢管制作圆筒，卷制圆筒的公称直径以制作圆筒，卷制圆筒的公称直径以400mm400mm为基础，以为基础，以100mm100mm，为进级档，必要的时候为进级档，必要的时候(sh hou)(sh hou)允许以允许以50mm50mm为进级档。为进级档。三、壳程流通(litng)截面积的计算内容内容(nirng)：确定纵向隔板或折流板的数目与尺寸。确定纵向隔板或折流板的数目与尺寸。纵向隔板式中：A AS S为壳程流通截面积，为壳程流通截面积，m m2 2；M Ms s壳程流体的质量流量，壳程流体的质量流量，Kg/sKg/s；s s壳程流体的密度，壳程流体的密度，K
25、g/mKg/m3 3w ws s壳程流体的流速，壳程流体的流速，m/sm/s；第42页/共73页第四十三页，共73页。44纵向纵向(zn xin)隔板长度确定的基本原则：隔板长度确定的基本原则：流体在纵向隔板转弯流体在纵向隔板转弯(zhun wn)时的流速时的流速各流程中顺管束各流程中顺管束(gunsh)流动时速度。流动时速度。壳程流通截面积壳程流通截面积流程数流程数第43页/共73页第四十四页，共73页。45弓形(n xn)折流板缺口缺口(quku)高度高度缺口处的流通缺口处的流通(litng)截面积截面积两折流板间错流的流通截面积两折流板间错流的流通截面积缺口高度确定原则缺口高度确定原则为
26、避免流动速度变化引起压降，流体在缺口处的流通为避免流动速度变化引起压降，流体在缺口处的流通截面积与流体在两折流板间错流的流通截面积接近。截面积与流体在两折流板间错流的流通截面积接近。第44页/共73页第四十五页，共73页。46流体流体(lit)在缺口处的流通截面积在缺口处的流通截面积 Ab第45页/共73页第四十六页，共73页。47缺口缺口(quku)总截面积总截面积缺口处管子缺口处管子(gun zi)所占面积所占面积FC为错流区内管子(gun zi)数占总管数的百分数式中：h表示折流板缺口高度，表示折流板缺口高度，m；Ds表示热交换器壳体内径表示热交换器壳体内径，m；式中：DL表示最大布管圆
27、直径表示最大布管圆直径，m第46页/共73页第四十七页，共73页。48折流板切口折流板切口(qi ku)中心角，弧度；中心角，弧度；两折流板间错流的流通两折流板间错流的流通(litng)截面积截面积AC正方形斜转或直列排列(pili)时三角形排列时第47页/共73页第四十八页，共73页。49式中：ls折流板间距(jin j)；d0管子(gun zi)外径；s管间距(jin j)；sn与流向垂直的管间距。As，Ab，Ac之间的关系As为保证流速所需要的流通截面积为保证流速所需要的流通截面积 A Ab b流体在缺口处的流通截面积流体在缺口处的流通截面积AC两折流板间错流的流通截面积两折流板间错流的
28、流通截面积第48页/共73页第四十九页，共73页。50（3）盘环形）盘环形(hun xn)折流板折流板环板圆孔处的流通环板圆孔处的流通(litng)面积面积a1盘板的流通盘板的流通(litng)面积面积a2环板的流通面积环板的流通面积a3a3盘周至圆筒内壁截面减去该处管子所占面积盘周至圆筒内壁截面减去该处管子所占面积Dm环内径环内径D1和盘径和盘径D2的算术平均值的算术平均值sn 与流向垂直的管间距与流向垂直的管间距第49页/共73页第五十页，共73页。51第三节第三节 管壳式热交换器的传热管壳式热交换器的传热(chun r)计算计算一、传热系数的确定(qudng)1、确定传热系数的主要(zh
29、yo)方法：经验选用数据实验测定通过计算热阻间壁材料第50页/共73页第五十一页，共73页。52圆管流体(lit)与洁净壁面流体(lit)与结垢壁面定义(dngy):热交换器运行一段时间后，壁表面会形成一层污垢，引起附加热阻。第51页/共73页第五十二页，共73页。53决定因素：污垢的导热系数(xsh)d及污垢的厚度污垢(wgu)系数：rd=d/d污垢(wgu)热阻传热量传热公式2、圆管的传热系数确定第52页/共73页第五十三页，共73页。54以外(ywi)表面积为基准时：式中：0表示(biosh)管外；i表示(biosh)管内；以内表面为基准时第53页/共73页第五十四页，共73页。55近似
30、计算外表面(biomin)内表面(biomin)（管壁(un b)比较薄）式中r rs,is,i管内壁的污垢热阻，管内壁的污垢热阻，m m2 2/W/W；r rs,os,o管外壁的污垢热阻，管外壁的污垢热阻，m m2 2/W/W；w w管壁厚度，管壁厚度，m m；w w管材的导热系数，管材的导热系数，W/mW/m；d dm m管子的平均直径管子的平均直径第54页/共73页第五十五页，共73页。56或者(huzh)金属壁面的导热热阻流体(lit)的对流换热热阻对于(duy)新的热交换器污垢热阻可以忽略不计条件d0di非金属材料不适用第55页/共73页第五十六页，共73页。57二、换热系数(xsh
31、)的计算管内外(niwi)换热系数 在试验基础上，把它的变化规律用努谢尔准则数（Nu），或传热因子(ynz)（jh）与雷诺数(Re)之间的关系用公式或线图形式表示出来。努谢尔准则数对流换热强度第56页/共73页第五十七页，共73页。58雷诺准则(zhnz)数流体的流动(lidng)状态 传热(chun r)因子科恩传热因子柯尔本传热因子第57页/共73页第五十八页，共73页。59关系(gun x)壳侧换热计算(j sun)无折流板 有折流板纵向纵向(zn xin)流过管束流过管束当量直径当量直径管内湍流管内湍流求出按照孔式折流板盘环折流板弓形折流板第58页/共73页第五十九页，共73页。60孔
32、式折流板Re=32104GavGav平均质量平均质量(zhling)(zhling)流量，流量，Kg/(m2s)Kg/(m2s)式中：G0G0管孔间隙中的质量管孔间隙中的质量(zhling)(zhling)流速，流速，Kg/(m2s)Kg/(m2s)GaGa壳程流体顺流管束壳程流体顺流管束(gunsh)(gunsh)的质量流量，的质量流量，Kg/(m2s)Kg/(m2s)第59页/共73页第六十页，共73页。61MsMs壳程流体的质量壳程流体的质量(zhling)(zhling)流量流量dH折流板上管孔直径折流板上管孔直径(zhjng)，mls折流板间距折流板间距(jin j)，m；盘环折流板
33、Re=32104式中Gm为平均质量流速，为平均质量流速，Kg/(mKg/(m2 2s)s)第60页/共73页第六十一页，共73页。62计算计算(j sun)Gm(j sun)Gm所用的基准面所用的基准面AsAs弓形(n xn)折流板廷克壳侧流体流动(lidng)模型壳侧流体分为错流、漏流及旁流流路壳侧流体分为错流、漏流及旁流流路流路A:流路B流路C流路D流路E管子与折流板上的管孔之间存在管子与折流板上的管孔之间存在间隙间隙流路流路A折流板前后存在折流板前后存在压差压差泄漏管外壁的结垢第61页/共73页第六十二页，共73页。63流路在环形间隙流路在环形间隙(jin x)内有较高的换热系数，主流速
34、内有较高的换热系数，主流速度低，对传热不利。度低，对传热不利。特点(tdin)流路流路B横向横向(hn xin)流过管束流过管束特点对传热和阻力影响最大对传热和阻力影响最大流路流路C管束最外层管子与壳体之间存在间隙而产生的旁路管束最外层管子与壳体之间存在间隙而产生的旁路。通过设置旁路挡板，改善这个流路对传热的影响通过设置旁路挡板，改善这个流路对传热的影响特点流路流路D折流板和壳体内壁间存在一定间隙所形成的漏流。折流板和壳体内壁间存在一定间隙所形成的漏流。特点漏流漏流温度发生畸变温度发生畸变第62页/共73页第六十三页，共73页。64流路流路E多管程，安置分程隔板而使壳程形成了不为管子多管程，安
35、置分程隔板而使壳程形成了不为管子(gun zi)所所占据的通道，若用来形成多管程的隔板设置在主横占据的通道，若用来形成多管程的隔板设置在主横向流的方向上它将会造成一股或多股旁路向流的方向上它将会造成一股或多股旁路特点(tdin)设置设置(shzh)挡管挡管贝尔法贝尔法内容：理想管束的传热因子校正错流通过理想管束换器结构参数操作条件第63页/共73页第六十四页，共73页。65第64页/共73页第六十五页，共73页。66结构(jigu)参数计算1 1、总管、总管(zn un)(zn un)数数nt;nt;2 2、错流区排管总数、错流区排管总数(zngsh)NC(zngsh)NCD DS S热交换器
36、壳体内径热交换器壳体内径s sP P管间距，管间距，m m式中图中读出图中读出图中读出图中读出估算估算3 3、两折流板顶部错流面积占总面积的百分数、两折流板顶部错流面积占总面积的百分数F FC C第65页/共73页第六十六页，共73页。674 4、错流区内管子、错流区内管子(gun zi)(gun zi)数占总管数的百分数数占总管数的百分数FCFC式中hh表示折流板缺口表示折流板缺口(quku)(quku)高度，高度，m m；DsDs表示表示(biosh)(biosh)热交换器壳体内径，热交换器壳体内径，m mD DL L表示最大布管圆直径，表示最大布管圆直径，m m；第66页/共73页第六十
37、七页，共73页。685 5、每一缺口、每一缺口(quku)(quku)内的有效错流管排内的有效错流管排数数NCWNCW6 6、错流面积、错流面积(min j)(min j)中旁流面积中旁流面积(min(min j)j)所占分数所占分数FbPFbP若有若有E E路存在路存在(cnzi)(cnzi)时时式中N NE E管程隔板所占的通道数，（管程隔板所占的通道数，（E E流路数）流路数）L LE EE E流道的宽度流道的宽度第67页/共73页第六十八页，共73页。697 7、一块折流板上管子、一块折流板上管子(gun zi)(gun zi)和管孔之间的泄漏面积和管孔之间的泄漏面积AtbAtb式中D
38、bDb折流板直径折流板直径(zhjng)(zhjng)，m mDsDs表示表示(biosh)(biosh)热交换器壳体内径，热交换器壳体内径，m m式中dH为管孔直径为管孔直径n nt t总管数总管数;8 8、折流板外缘与壳体内壁之间的泄漏面积、折流板外缘与壳体内壁之间的泄漏面积A Asbsb第68页/共73页第六十九页，共73页。709 9、流体、流体(lit)(lit)通过缺口的流通面积通过缺口的流通面积AbAb1010、缺口、缺口(quku)(quku)的当量直径的当量直径DW(DW(用于用于Re100Re100的情况的情况)11、折流板数目、折流板数目(shm)如果进出口段板间距不等于
39、如果进出口段板间距不等于l ls s,则则第69页/共73页第七十页，共73页。71ls,i,ls,i,进口进口(jn ku)(jn ku)段从折流板到管板的距离。段从折流板到管板的距离。ls,ols,o出口出口(ch ku)(ch ku)段从折流板到管板的距段从折流板到管板的距离离式中贝尔法计算壳程换热系数(xsh)的过程：1 1、由理想管束的传热因子图查出柯尔本传热因子、由理想管束的传热因子图查出柯尔本传热因子j jH H假定壳程流体全部壳程流体全部错流错流流过管束流过管束2 2、查取折流板的校正因子、查取折流板的校正因子jc,缺口处不排管的结构缺口处不排管的结构jc=1=1第70页/共7
40、3页第七十一页，共73页。723 3、查取折流板泄漏影响的校正、查取折流板泄漏影响的校正(jiozhng)(jiozhng)因子因子j1(Aj1(A和和E E流路流路)，4 4、查取旁通影响、查取旁通影响(yngxing)(yngxing)的校正因子的校正因子jbjb5 5、折流板间距不等时的校正、折流板间距不等时的校正(jiozhng)(jiozhng)因子因子 js js6、逆温梯度的校正因子、逆温梯度的校正因子7、计算壳程传热因子、计算壳程传热因子jj0=jHjcj1jbjsjr8 8、计算处壳程换热系数、计算处壳程换热系数0第71页/共73页第七十二页，共73页。73Thank you for attention!第72页/共73页第七十三页，共73页。