热交换器第二章课件.ppt

固定管板式换热器 浮头式换热器 U形管式换热器 填料函式换热器 主要部件的分类及代号 管壳式换热器的设计、制造标准 国标GB 151-1999：适用范围(1)公称直径DN≤2600mm；（2）公称压力PN≤35MP；（3）公称直径和公称压力的乘积≯1.7×104 焊接法 焊接+胀接 焊胀结合 前面我们讲了胀接、焊接后，会发现它们各自有优、缺点，因而目前广泛应用了胀焊并用的方法，这种方法能提高连接处的抗疲劳性能，消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用寿命。 胀焊并用连接形式主要有： ①先焊后胀：强度焊＋贴胀 高温高压换热器中大多用厚壁管，胀接时要使用润滑油，进入接头后缝隙中会在焊接时生成气体，恶化焊缝质量，只要胀接过程控制得当，先焊后胀可避免这一弊病。 换热管在管板上的排列方式: 正方边形 组合的排列 换热管中心距 布管限定圆 管板与壳体的连接方式 折流板的固定 ①拉杆－定距管结构（适用于换热管外径≥19mm的管束）折流板和支承板的固定是通过拉杆和定距管来实现的。 管箱 2）弓形折流板 3）盘环形折流板 贝尔法介绍 在介绍贝尔法以前，须解决一些结构参数： 几个注意事项： 定性温度的确定（有三种取法。注意对油类等高粘度流体的定性温度的选取） 定型尺寸的选取(当量直径见附录B） 粘度的修正 复合换热的处理 2.5.5 热补偿问题 管壳式热交换器的振动与噪声 （1）流体诱发振动的原因 流动引起的振动：热交换器的管束属于弹性体，被流过的流体扰动，离开其平衡位置，管子产生振动，这种振动成为流动引起的振动。 1）涡流脱落引起的振动与噪声 什么是卡门涡街？ 2）气流弹性旋转引起的振动 3）湍流抖振 （2）振动的预防措施 大作业 题目：煤油冷却器的设计 任务及操作条件 1、处理能力：10万吨/年 煤油 2、设备形式：列管式换热器 3、操作条件： （1）煤油：入口温度150℃，出口温度40 ℃ （2）冷却介质：自来水，入口温度25 ℃，出口温度35 ℃ （3）允许压降：不大于100kPa （4）煤油定性温度下的物性数据： 密度 825kg/m3，粘度7.15×10-4 Pa·s，比热容2.22kJ/（kg · ℃）， 导热系数 0.14W/（m · ℃） （5）每年按330天计算，每天24小时连续运行。 列管换热器的选择与核算 （1）传热计算 （2）管、壳程流动阻力计算 （3）管板厚度计算 （4）U形膨胀节计算 （5）管壳式换热器零部件结构 1）纯净饱和蒸汽在冷凝器内的冷凝 设计时应注意的问题： 冷凝换热过程的强化（如有机蒸气-水换热） 管子的放置方式（横管、竖管） 采用卧式冷凝器的原因 蒸汽在水平管内冷凝可能出现的问题 （2）过热蒸汽在冷凝器内的冷却和冷凝 按过热程度的不同，过热蒸汽在冷凝器内的温度变化可能存在三个不同的区域 换热特点及计算方法 （3）含不凝气蒸汽的冷凝 其传热由两部分构成 1)潜热传递 推动力为蒸汽的分压差 2)显热传递 4）混合蒸汽的冷凝 特点： 分凝器和全冷凝器的概念介绍 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 工质由汽态变为液态的过程叫凝结，当蒸汽与低于它的饱和温度的流体和壁面接触时，就会发生凝结并放出潜热。蒸汽在冷壁凝结并放出潜热，而冷却流体在壁面的另一侧吸收热量，这就是冷凝器的工作原理。 按被冷凝的物质进行分类，冷凝过程又可分为可凝蒸汽的冷凝和含有不凝气蒸汽的冷凝。可凝蒸汽可以是单一成分的纯净蒸汽，也可能是多种组分的混合蒸气。 在过热度很大的情况下，需要将全部过程按图2.49分两段计算。 含不凝气蒸汽的冷凝机理 2.2.3 壁温的计算 选择热交换器的类型和管子材料以及考虑热膨胀的补偿时均需知道壁温。在一般请况下壁温可通过下面的公式确定： 放热侧壁温： tw1=t1-K(1/α1+rs,1)Δtm=t1-q(1/α1+rs,1) 吸热侧壁温： tw2=t2＋K(1/α2+rs,2)Δtm=t1＋q(1/α2+rs,2) 试算法的应用P67 2.4 管壳式热交换器的流动阻力计算 热交换器内流动阻力引起的压降，是衡量运行经济效果的一个重要指标。如果压降大,消耗的功率多，就需要配备功率较大的动力设备来补偿因压力降低所消耗的能量。 由流体力学可知,产生流动阻力的原因与影响因素可归纳为： 流体具有粘性，流动时存在着内摩擦，是产生流动阻力的根源； 固定的管壁或