1第二章管壳式热交换器
第六节管壳式热交换器的设计程序在设计管壳式换热器时,必须进行详细的计算,才能保证投入运行的热交换器既安全可靠又具有一定的经济性。一般按结构确定的传热面积比按传热计算出的面积多出10~20%时,才算成功:1、传热计算所用关联式一般为经验公式,有一定的误差;2、换热器实际运行条件与设计条件往往不同;3、换热器运行一段时间以后,会结垢或泄漏以后需要将一部分管子堵塞不用等。计算内容包括:结构计算、传热计算、阻力计算和强度计算。
第七节管壳式冷凝器与蒸发器的工作特点管壳式冷凝器的工作特点冷凝过程膜状冷凝珠状冷凝被冷凝物质可凝蒸汽含有不凝气的蒸汽单一成分的纯净蒸汽多种组分的混合蒸汽
纯净饱和蒸汽在冷凝器内的冷凝(1)水蒸气膜状凝结时的换热系数大致有5000~15000W/(m2.℃),因而冷凝换热不会成为整个传热过程的主要热阻。但是各种石油馏分和有机物蒸汽的冷凝器,当采用水作为吸热工质时,冷凝侧换热系数将低于水侧换热系数。一般情况下,有机物蒸汽的冷凝换热系数约为水蒸气的1/10,氟利昂冷凝时的换热系数只有800~1000W/(m2.℃)。在这些情况下,也就有必要对冷凝换热过程进行强化。注意:
当冷凝液膜处于层流状态时,以横管和竖管的管外冷凝相比,在两者的温差及冷凝介质的物性相同时,采用横管时的换热系数总是高于竖管的换热系数。因此,对饱和蒸汽的冷凝,一般都采取卧式冷凝器。但当管子排数较多时,下层管子的液膜较厚,这时可以通过斜转排列方式使冷凝液沿各排管子的切向流过来减轻第二排以下各排液膜的增厚问题。纯净饱和蒸汽在冷凝器内的冷凝(2)管外冷凝:
管内冷凝也具有一定的优点:纯净饱和蒸汽在冷凝器内的冷凝①在压降允许范围内,使蒸汽在竖管内冷凝时,流速可以较高,使液膜减薄,不易在设备内积聚不凝结气体,气流速度分布均匀。②采用蒸汽在水平管内冷凝的方式必须慎重。这种情况下的冷凝器往往采用多管程,第一程凝结的液体连同未冷凝的蒸汽一起进入下一管程,管子下半部往往积聚较多的凝液,而管子上半部往往积聚较多的蒸汽,从而使管束中的汽液分配难以均匀,凝液的积存又起了阻碍传热的作用,使其换热系数比同样条件下的管外冷凝低。
另外,蒸汽在这种多管程的管内冷凝时,蒸汽的压力损失往往较大,特别是蛇管式冷凝器中,压力降及温度降可达很大的数值。纯净饱和蒸汽在冷凝器内的冷凝