管壳式热交换器.ppt

2.5.5管壳式换热器的热补偿

一、管壳式换热器的热应力差胀热应力：两刚性连接部件分别与不同温度介质接触，其受热膨胀的伸长量不同。温差热应力：同一部件两表面与温度不同的介质接触而产生的应力。对热应力的计算：两点假设：1、管子与管板均无扰曲变形，即管束中每根管子的应力相同。2、管壁与壳壁平均温度为各壁计算温度。一、热补偿措施1、U形管热补偿2、浮头热补偿3、膨胀节4、扰性钢板。 换热器振动与噪声一、换热器由卡门涡流诱导振动的机理分析1．卡门涡流(街)作用力，图2.44卡门涡街卡门涡街一、换热器的振动防止1．降低壳程流速2．增强管子固有频率3．提高声振频率导致流体诱发振动的三种不同原因：涡流脱落，湍流抖振、流体弹性旋转。1涡流脱落：流体横向流经单根圆柱形管时，在较大的雷诺数下，管后尾流中形成的卡门涡流(卡门涡街)，使两列方向相反的游涡周期性地交替脱落，产生了一定的脱落频率。涡流脱落时，流体施给园管一个正负交替作用力，这个作用力的频率与涡流脱落的频率相同，这样就会使园管以涡流脱落频率垂直于流向振动。如果园管的固有频率等于涡流频率或倍数时，即脱落频率与振动频率同步，产生共振。2湍流抖振：壳侧流体流经管束时所产生的湍流引起的管子振动，如果管子湍流的主频与管子的固有频率相同，则诱发共振。3流体弹性旋转：当气体横向流经管束时，由于流体的不对称产生的作用力可使管束中的一根管子从它原有的位置发生瞬间的位移，因而流场发生改变，破坏了相邻管间的平衡，在它们产生位移处发生振动。2.6管壳式换热器的设计程序换热器的设计指在传热计算的基础上，确定换热器的有关尺寸。换热器的选用是根据生产上传热任务的要求，选择合适的换热器。两者所需考虑的一些问题和计算步骤基本是一致的，无论设计还是选用，都以换热器系列标准作为参考，因而需要考虑到多方面的因素，进行一系列的选择和适当的调整，因此实际为一试算过程。管壳式换热器热力计算程序根据换热器设计要求，设计过程中一般可分为以下具体步骤：1．收集原始数据2．确定物性参数3．初步确定流型、计算平均温压4．计算热负荷5．初选传热系数6．管程换热与压降计算7．壳程对流换热8．核算总传热系数9．核算壁温10．壳程压降具体计算见书例题，P125。 换热器中的污垢结垢：是指设备系统中堆积起的固体物资，会妨碍设备的正常运行，恶化工作条件。水垢：由于水系统中溶解有过饱和的无机盐所产生的沉积物。结垢所产生的影响：降低传热系数、增大压降，造成管壁上的局部锈斑和腐蚀，降低产品质量，阻碍流动，需采用余量设计。结垢可分成8种类型：1，结晶：当流体被冷却或加热蒸发时，溶解在流体中的盐会结晶释放出来。如CaCO3,CaSO4,MgCO3。2，一些有机物和无机盐在高压下会氧化并结晶出来。3，聚合：一些混合物发生聚合并沉积在传热面上。常发生在聚合工业和纤维工业中。4，焦化：主要发生在原油精炼设备和碳氢化合物的生产装置中。5，沉积：由于重力作用，流体中的悬浮着脏物、粘土、砂子和腐蚀物沉积在传热面上。6，凝固：当表面温度低于流体中某种或多种组分的凝固温度时，这些组分会凝固在表面上形成凝固沉积。7，腐蚀：腐蚀性流体会腐蚀传热面，一部分腐蚀物剥落并悬浮在流体中，可能在每处沉积下来。8，微生物结垢：由于微生物生长而产生的结垢。2.7管壳式冷凝器与蒸发器的工作特点2.7.1管壳式冷凝器的工作特点P921纯净饱和蒸汽在冷凝器内的冷凝2过热蒸汽在冷凝器内的冷却和冷凝3含不凝气蒸汽的冷凝4混合蒸气的冷凝混合蒸汽冷凝过程的特点P962.7.2管壳式蒸发器的工作特点干式蒸发器满液式蒸发器干式蒸发器满液式蒸发器换热方式换热管（管程）内走制冷剂，管外（壳程）为走水，换热形式为液体和气液混合物换热换热管（管程）内走水，管外（壳程）为液态制冷剂，换热形式以液体和液体换热为主说明：满液式蒸发器具有更高的传热效率，大大缩小了传热温差，使机组的效率提高了15%左右，大幅度降低了运行费用。在保持同样换热效率的前提下，蒸发器出水温度更低，大幅度降低了井水需求量，这意味着减少了井的数量和潜水泵功耗。维修保养不能拆开清洗，只能用化学腐蚀方法清洗只需将两端水箱和椭圆封头固定螺栓松开，即可方便进行清洗。回油问题无须考虑分油和回油系统，通过速度即可将油带回。值得注意的是，压缩机不能长时间处于部分负荷状态运行，否则同样存在回油问题，这限制了机组能量调节范围。需用专业技术考虑分油措施和回油管路，否则一旦出现压缩机失油，机组将无法运行。蓝德满液式水源热泵已投入市场运行四年，经住了各