管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件

PrincipiaandDesignofHeatExchangerDevice熱交換器原理與設(shè)計(jì)山東大學(xué)·能源與動(dòng)力工程學(xué)院杜文靜PrincipiaandDesignofHeat第二章

管殼式換熱器一．管殼式熱交換器的結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算的目的在于確定設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和尺寸，包括：(1)計(jì)算管程流通截面積，包括確定管子尺寸、數(shù)目、管程數(shù)，并選擇管子的排列方式等；(2)確定殼體直徑；(3)計(jì)算殼程流通截面積，包括折流板類型；(4)計(jì)算進(jìn)出口連接管尺寸。第二章管殼式換熱器一．管殼式熱交換器的結(jié)構(gòu)計(jì)算1.管程流通截面積基于連續(xù)性方程，質(zhì)量守恒方程

所需管子數(shù)問題:怎么確定管程的流速？1.管程流通截面積所需管子數(shù)問題:怎么確定管程的流速

tubelength換熱器的管子長度和殼體直徑之比一般在4~25之間，通常是6~10。

如果管長過長，則應(yīng)做成多流程的熱交換器。Zt:管程數(shù)tubelength換熱器的管子長度和殼體直徑之比一般2.殼體直徑的確定

下述公式可用來粗估內(nèi)徑：將計(jì)算數(shù)值圓整到標(biāo)準(zhǔn)尺寸根據(jù)GB151-1999中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。2.殼體直徑的確定3.殼程流通截面積的確定a.縱向隔板，要確定其長度。

采用連續(xù)性方程。標(biāo)準(zhǔn)：使流體在縱向隔板轉(zhuǎn)彎時(shí)的流速與各流程中順管束流動(dòng)時(shí)速度基本相等。問題:怎么確定殼程流速？3.殼程流通截面積的確定問題:怎么確定殼程流速？b.弓形折流板，要確定其缺口高度。標(biāo)準(zhǔn)：流體在缺口處的流通截面積與流體在兩折流板間錯(cuò)流的流通截面積相接近，以免因流動(dòng)速度變化引起壓降。問題：弓形缺口處的流速如何來計(jì)算？b.弓形折流板，要確定其缺口高度。問題：弓形缺口處的流速如管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件c.盤環(huán)型折流板標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)位置的速度都應(yīng)和其他位置接近。c.盤環(huán)型折流板4.進(jìn)出口連接管基于連續(xù)性方程需將計(jì)算得到的管徑，圓整到最接近的標(biāo)準(zhǔn)管徑。4.進(jìn)出口連接管二．管殼式熱交換器的熱力計(jì)算

1．總傳熱系數(shù)

gi internalfoulingresistance 管內(nèi)壁的污垢熱阻

go externalfoulingresistance 管外壁的污垢熱阻

dw thicknessoftube

管壁厚度

lw thermalconductivity 管材的導(dǎo)熱系數(shù)

d0 tubeoutsidediameter 管子的內(nèi)徑

di tubeinsidediameter 管子的外徑

dmtubemeandiameter

管子平均直徑(d0-di)/ln(do/di)二．管殼式熱交換器的熱力計(jì)算gi intern

2.對(duì)流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子復(fù)習(xí)幾個(gè)無量綱溫度

a:

表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；

l:特征長度；

l:

導(dǎo)熱系數(shù)Kn:

運(yùn)動(dòng)粘度；a:

熱擴(kuò)散率

u:

流體的速度；

l:

特征長度；

n:

運(yùn)動(dòng)粘度St???2.對(duì)流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子復(fù)習(xí)幾個(gè)無量綱溫度對(duì)流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子ColburnheattransferfactorColburnmasstransferfactor對(duì)流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子Colburnheattra管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件廷克模型A:管子和折流板上的管孔之間存在間隙，流體泄漏。B:叉流C:最外層管子和殼體之間存在間隙，流體泄漏。D:折流板和殼體之間存在間隙，流體泄漏。E:分程管板處的旁路。DE廷克模型A:管子和折流板上的管孔之間存在間隙，流體泄漏。D管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件三.壓降計(jì)算，阻力計(jì)算壓降和阻力計(jì)算包括殼程和管程流體的壓降和阻力計(jì)算。三.壓降計(jì)算，阻力計(jì)算壓降和阻力計(jì)算包括殼程和管程流體的壓管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件管殼式熱交換器的熱力計(jì)算課件5.管殼式換熱器的熱補(bǔ)償