亿达管式换热器,唐山列管式换热器设计合理

流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。图示为简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。

1　模拟模型

    模拟采用的换热器为单管程、单壳程和螺旋扭 片结构。换热器以正方形布管,图1为螺旋扭片的 Pro/e三维立体示意图。图2为换热管与螺旋扭片 之间定位关系示意图。

                    

    由于纵向多螺旋流管壳式换热器的壳程结构比 较复杂,采用四面体网格划分,管程采用六面体网格 划分。此模型中边界类型有4种:进口、出口、管壁 和壳壁[4-5]。模拟模型的数学形式建立时,主要考虑 设置管程、壳程内流体满足控制守恒的连续性方程、 质量方程、动量方程以及能量方程等。因壳程流体 处于湍流状态,进一步设置湍流k-ε模型。相关设 置完成后,进行了迭代计算,每次迭代210次左右 时,计算收敛,进行其残差曲线的分析。
管壳式换热器由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：
①固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。
②浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。
③ U型管式换热器 每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。
④涡流热膜换热器涡流热膜换热器采用新的涡流热膜传热技术，通过改变流体运动状态来增加传热效果，当介质经过涡流管表面时，强力冲刷管子表面，从而提高换热效率。高可达10000W/m2℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式，在换热管表面形成绕流，对流换热系数降低。