螺旋板换热器几何尺寸计算方法.pdf

CHEMICALENGINEERINGDESIGN 化工设计 2008，l8(6) 螺旋板换热器几何尺寸的计算方法 吴东武 中国石化集团公司广州石油化工总厂 广州 510726 摘要 半圆螺线和外径计算方法是螺旋板换热器几何尺寸计算的准确和完整的方法，能取代目前使 用的各种方法。 关键词 换热器 半圆螺线 极径 外径 1 概述 螺旋板换热器的结构是瑞典人 Rosemblad在 1930年提出的，世界各国制造的螺旋板换热器 都采用此结构，它是由两张宽度为 H、厚度为8 的平行钢板卷成的高效换热设备，它有两条宽度 分别为b 和b 的通道，冷热介质在各 自的螺旋 通道中流动换热。 ， 螺旋板换热器几何尺寸的计算有点似当年 Archimedes不会计算螺线长…一样，Rosemblad 也不会计算半圆螺线 (或称Rosemblad螺线)的 图 1 螺旋板换热器几何尺寸计算示意 图 长度。换热器的尺寸计算方法，不论是通过传热 项即 (a+nd)n。为结尾项的有界限等差数列。 面积A得到的螺旋通道长L，还是已知换热器外 显然，有界限等差数列的 “各项和”S等于 “前 径D，都需要以螺线终点判别式，首先算出螺 n项和”与结尾项之和： 旋通道终点的圈数 N或螺旋板终点的圈数 N。， 再按螺线方程进行相关计算。 S： + (。+ )nO 螺旋板换热器是以等差数列为特征的螺旋 其项数为： 体，传热板的轮廓线是半圆螺线。半圆螺线是由 N =17,+ 。 两条或两条以上直径不同的半圆弧线连成的曲 式中，0≤n0≤1。 线，相连两个半圆的直径差为 t。半圆螺线有一 有界等差数列的最大项数为： 个极点0和两个圆心0 与0：，见图1。 N ：rt+1 由图可见 ， 因此，N既可以是整数，也可以是非整数。 0102= t 螺旋板换热器与计算有关的螺线只有8条， 其中2条通道螺线是相同的，每张传热板有3条 ， OlO=020= 4一。 螺旋线。设任意一条螺线的初始半圆直径为d， 半圆螺线与阿基米德螺线是两种性质不同的 由里往外，螺线的首圈长度为： 螺线，它们的计算方法亦不同。 0l=7r(dl+t／2) 半圆螺线由里往外各圈长度构成的等差数 公差d为21Tt，第n圈长度为： 列，是以a为首项，d为公差，以第 (n+n。) 口=7r[(dl+t／2)+2t(n一1)] 吴东武：高级工程师 (退休)。1966年毕业于华南工学院无机物工学专业。退休后致力于螺旋板换热器几何计算的研究。联系 电话 ：(020E—mail：wdongu@163．COB。 吴东武 螺旋板换热器几何尺寸的计算方法 2l 前n圈螺线的长度为： 当0．5≤no(或 n0di)≤1时： L=7rtn+7r(d1一t／2)n+ 己： n： ，l+7r(dl—f／2)n ‘ 7r