管壳式换热器走管程和壳程如何定
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在热交换器(换热器)中,壳程(Shell Side)和管程(Tube Side)是指热交换器中两侧的流体流动路径。
1.壳程:壳程是热交换器的一个侧面(也称为壳侧),其中一个流体(通常是
冷却剂或工作流体)在一个外部壳体内流动。
壳程内通常安装了一组固定的管子,用于传递另一个流体(通常是被加热或冷却的流体)。
在壳程内,流体在管子外侧进行流动,通过管子和壳体之间的传热表面进行热量交换。
2.管程:管程是热交换器的另一个侧面(也称为管侧),其中另一个流体(通
常是热源或冷源)在一组管子内流动。
管程内的流体通过管子内部的传热表面与壳程中的流体进行热量交换。
通常,管程内的管子是固定的,而壳程内的流体在管程外部流动。
壳程和管程在热交换器中扮演不同的角色,根据具体的应用需求和设计要求,选择合适的壳程和管程配置可以实现最佳的热传输效果。
壳程和管程的选择与流体性质、压降、热传输要求以及维护便利性等因素密切相关。
在实际应用中,需要根据具体的工程需求进行选择和设计。
1.什么叫热交换器?在工程中,将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。
2.热交换器设计应该满足哪些基本要求?合理实现工艺要求。
热交换强度高,热损失小,在有利的平均温差下工作结构安全可靠。
有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构便于制造、安装、操作和维修。
经济上合理。
保证较低的流动阻力,以减少热交换器的动力消耗设备紧凑。
⒊如何能做好热交换器设计?与传热学的发展相互促进,不可分割多学科交叉:传热学、流体力学、工程力学、材料科学涉及设计方法、设备结构、测试技术、计算和优化技术等对设计者来说,扎实的理论知识+经验4.热交换器的类型有哪些?分类方法:按用途:预热器(加热器)、冷却器、冷凝器、蒸发器。
按制造材料:金属、陶瓷、塑料、石墨、玻璃等。
按温度状况:温度工况稳定、温度工况不稳定。
按冷热流体的流动方向:顺流式(并流式)、逆流式、错流式(叉流式)、混流式。
按传送热量的方法:间壁式、混合式、蓄热式5.热交换器的选型应考虑哪些因素?基本标准:流体类型、操作压力和温度、热负荷和费用等。
对于一定热负荷热交换器的选型考虑因素:热交换器材质;操作压力与温度、温度变化情况、温度推动力;流量;流动方式;性能参数—热效率和压降;结构性;流体种类和相态;维护、检测、清洗、拓展、维修的可能性;总的经济性;加工制造技术;其它的用途6.热交换器的设计计算包括哪些内容?热计算,结构计算,流动阻力计算,强度计算。
7.名词解释间壁式热交换器:两流体分别在一个固体壁面两侧流动,不直接接触,热量通过壁面进行传递。
混合式:或称直接接触式。
两种流体直接接触传热蓄热式:或称回热式。
两种流体分别分时轮流和壁面接触,热量借助蓄热壁面传递沉浸式热交换器结构:这种热交换器多以金属管子绕成,或制成各种与容器相适应的情况,并沉浸在容器内的液体中。
优点:结构简单,便于防腐,能承受高压。
缺点:由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。
设备基础知识初级001换热器的基本结构、型号规格1、换热器中用来分配流体沿管内流动和配置管程数的部件为_________ ,用来防止流体短路使流体按规定路线流动的结构叫答文:管箱;折流板2、管程进出口接管一般的接在管壳式换热器的_______ 上。
A、管箱B、浮头C、壳体D、外头盖答文:A 3、换热器热流介质一般的走。
4、壳程8、管程C、管壳程均走,视情况而定D、以上叙述均不对答文:C4、使用换热器的目的是加热介质、回收热量、冷却产品。
()答文:J5、某换热器型号为FB500-55-25-4,其中FB指, 500指。
答文:浮头式;壳体公称直径6、某换热器型号为FB600-85-25-4,其中85指, 4指。
答文:换热面积;管程数7、换热器类型中一般没有水蒸汽或水参与的是_______ 。
A.加热器B.冷却器C再沸器 D.热交换器答文:D8、采用多管程的换热器可以增加传热面积。
()答文:J002冷换设备的工作原理1、冷换设备的任务是把___________ 的热量传递给______________ 。
答文:高温介质;低温介质2、冷却器一般采用的冷却剂有_________ 和 _______ 。
答文:水;空气3、换热器是由两种______ 不同的介质进行热量的交换。
A、密度B、组成C、温度D、沸点答文:C 4、由于两种介质的温度不同,一种需要降温,另一种需要升温,时采用_较为合适。
A、换热器B、冷凝器C、加热器D、冷却器答文:A 5、若有一种液体被加热而蒸发成为气体,则此时采用的换热设备为重沸器或蒸发器。
()答文:J6、冷凝器是有一种介质从气态被冷凝成液态,同时伴随大幅度的温度变化。
()答文:X7、冷换设备按用途分为几类答文:答:(1)换热器(1分);(2)冷凝器(1分);(3)蒸发器(1分);(4)加热器(1分);(5)冷却器(1分)。
003浮头式换热器的知识1、浮头式换热器是借助管程和________ 程内分别流经的介质,实现_________ 过程的设备。
列管式换热器流体通过管程和壳程依据什么来选择?
流体应走管程还是壳程,需要考虑多方面因素,不能提出一定规则,但总的原则是有利于传热,防止腐蚀,减少阻力,不易结垢,便于清扫。
由于管子容易清扫,强度较高,就抗腐蚀性来说,管子比壳体相对地要廉价些。
若易腐蚀的介质走壳程,那么壳程和管子一起被腐蚀。
因此,适宜走管程的流体有:①冷却水②易结垢或夹带有固体颗粒不清洁的流体(如油浆)③压力及温度较高和腐蚀性较强的流体④流量较小的流体(走管程可选择理想的流速,可以提高管程给热系数,缩小换热器尺寸)⑤粘度较大的流体(走管程可以减少压力降)⑥热流体或冷冻介质(走管程可以减少能量损失)。
由于壳程流过面积较大,因此走壳程的流体有:①要求经换热后压力损失小的流体②与适宜走管程的流体情况相反的流体。
换热器的壳程和管程-回复换热器是一种重要的热交换设备,用于在两种不同介质之间传递热量。
换热器由一个壳程和一个管程组成,每个部分都有不同的功能和特点。
壳程是换热器的外壳,主要用于容纳管束和支撑管束的内部结构。
壳程通常是一个圆柱形或方形的容器,由金属材料制成,具有优良的强度和耐压性能。
壳程的设计和结构可以根据具体的应用要求进行调整。
例如,可通过改变壳程的直径和长度来调整换热器的换热面积,以满足不同的换热需求。
壳程通常有进口和出口口,用于引入和排出热介质。
壳程内部常常还有流道,用于引导热介质在壳程内流动。
这些流道的形状和布局可以根据具体的换热需求进行设计,以确保热介质在壳程内能够均匀流动,并尽可能地接触到管束表面,以实现最大的热传递效率。
管束是壳程内的换热核心部分,用于与热介质进行热交换。
管束通常由一根或多根金属管子组成,这些管子通常是圆形的,具有较小的直径。
管束的数量和布局可以根据具体的换热需求进行调整,以实现最大的热传递效果。
管束中的管子通常是平行排列的,彼此之间的间距较小。
这种排列方式有助于增加管束的密度,提高换热器的换热效率。
此外,管束的管子通常是直通的,两端开口,这样可以方便热介质在管子内流动,从而实现热量的传递。
为了增加管束和壳程之间的热交换效果,壳程内常常还会装置一些附件,如折流板、挡板等。
这些附件的作用是改变壳程内的流动方向和速度,以增加热介质与管束之间的接触面积,从而提高热传递效率。
换热器的运行过程通常是这样的:首先,热介质通过壳程的进口流入壳程内部,然后在壳程内的流道中流动,并接触到管束表面,从而与管束中的管子进行热交换。
在热交换过程中,热量从热介质传递给管子内的冷介质,使冷介质的温度升高。
最后,热介质流出壳程的出口,完成整个换热过程。
总结起来,换热器的壳程和管程是实现热传递的关键部分。
壳程主要用于容纳和支撑管束,提供流道和附件以实现热介质的流动和接触。
管程则用于与热介质进行直接的热交换,通过管束中的管子将热量传递给冷介质。
请问:管壳式换热器谁走管程谁走壳程是怎么定的?宜走管内的流体1)不洁净和易结垢的流体,因为管内清洗方便2) 腐蚀性的流体,因为可避免管子、壳体同时受腐蚀,且管子便于清洗和检修3)压强高的流体,因为可以节省壳体材料4)有毒的流体,因为可减少泄漏的机会宜走壳程的介质:1)饱和蒸汽,因为可便于及时排除冷凝液,且蒸汽比较干净,清洗比较方便2)被冷却的流体,因为可利用壳体散热,增强冷却效果3) 粘度大的流体或流量小的流体,因为流体在折流板的作用下,可提高流动对流传热系数4)对于刚性结构的换热器,若两流体的温差大,对流传热系数较大的介质走壳程,可减少热应力。
求列管换热器的计算列管式换热器的设计计算1.流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程,哪一种流体流经壳程,下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内,以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内,以免壳体和管子同时受腐蚀,而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内,以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间,以便于及时排除冷凝液,且蒸气较洁净,冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用,以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壳程,且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体,宜走管间,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re(Re>100)下即可达到湍流,以提高对流传热系数。
在选择流体流径时,上述各点常不能同时兼顾,应视具体情况抓住主要矛盾,例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求,然后再校核对流传热系数和压强降,以便作出较恰当的选择。
2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速,将加大对流传热系数,减少污垢在管子表面上沉积的可能性,即降低了污垢热阻,使总传热系数增大,从而可减小换热器的传热面积。
管壳式换热器原理与设计管壳式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、炼油、石油化工、动力、核能等多个工业领域。
其工作原理和设计要点如下:工作原理:基本构造:管壳式换热器主要由壳体、管束、管板、折流板、管箱等部件组成。
壳体通常为圆筒形,内部装有平行排列的管束,管束两端固定在管板上。
流体通过管内(管程)和管外(壳程)进行热交换。
热量传递:冷热两种流体分别在管程和壳程中流动,热量通过管壁从高温流体传递给低温流体。
一种流体在管内流动(管程流体),另一种流体在管外,即壳体内流动(壳程流体)。
热量传递遵循热力学第二定律,从高温区自发流向低温区。
强化传热:为了提高传热效率,壳程内常设置折流板,迫使壳程流体多次改变方向,增加流体湍流程度,从而提高传热系数。
管束的排列(如等边三角形或正方形)也会影响传热效率和清洁维护的便利性。
设计要点:流体选择:根据工艺要求决定哪种流体走管程,哪种走壳程。
一般而言,易结垢或腐蚀性的流体走管程便于清洗和更换管束。
材料选择:根据流体的性质(如温度、压力、腐蚀性)选择合适的材料,如不锈钢、碳钢、铜合金等,以确保换热器的耐用性和安全性。
热负荷计算:根据工艺条件计算所需的热负荷,确定换热面积,进而决定管束的数量、长度和直径。
压降考虑:设计时需考虑流体在管程和壳程中的压降,确保泵送能耗合理,避免因压降过大导致系统运行不稳定。
结构设计:包括管板的设计(固定管束的方式)、壳体厚度设计、支撑和悬挂结构设计等,以保证换热器的机械强度和稳定性。
清洗与维护:设计时应考虑换热器的可维护性,如管束的可拆卸性,以及便于清洗壳程内部的结构设计。
综上所述,管壳式换热器的设计是一个综合考虑热工性能、机械强度、材料选择、经济性和可维护性的复杂过程,需要精确的计算和细致的工程设计。
管壳式换热器的设计和选用的计算步骤设有流量为m h的热流体,需从温度T1冷却至T2,可用的冷却介质入口温度t1,出口温度选定为t2。
由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力。
根据传热速率基本方程:当Q和已知时,要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。
可见,在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下,选用或设计换热器必须通过试差计算,按以下步骤进行。
初选换热器的规格尺寸初步选定换热器的流动方式,保证温差修正系数大于0.8,否则应改变流动方式,重新计算。
计算热流量Q及平均传热温差△t m,根据经验估计总传热系数K估,初估传热面积A选取管程适宜流速,估算管程数,并根据A估的数值,确定换热管直径、长度及排列。
计算管、壳程阻力在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上,就可以计算管、壳程流速和阻力,看是否合理。
或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。
这时N P与B是可以调整的参数,如仍不能满足要求,可另选壳径再进行计算,直到合理为止。
核算总传热系数分别计算管、壳程表面传热系数,确定污垢热阻,求出总传系数K计,并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。
如果相差较多,应重新估算。
计算传热面积并求裕度根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m,由总传热速率方程计算传热面积A0,一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。
即裕度为20%左右,裕度的计算式为:某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中,为回收系统内第一萃取塔釜液的热量,用其釜液将原料液从95℃预热至128℃,原料液及釜液均为乙醇,水溶液,其操作条件列表如下:表4-18设计条件数据物料流量kg/h 组成(含乙醇量)mol%温度℃操作压力MPa进口出口釜液109779 3.31450.9原料液102680795 1280.53试设计选择适宜的管壳式换热器。
如何区分管程和壳程管程指介质流经换热器内的通道及与其相贯通的部分。
壳程系指介质流经换热管外的通道及与其相贯通的部分。
这个涉及到管壳式换热器流体选择问题,主要依据有两流体的操作压力和温度、可以利用的压力降、结构和腐蚀性以及设备方面的考虑。
一般来说,水、水蒸气或强腐蚀性流体;有毒性的流体;容易结垢的流体以及高压操作的流体走管程;而塔顶冷凝蒸汽;烃类冷凝和再沸;关键压力降控制的流体,粘度大的流体走壳程。
除了上述条件外,另外还需要考虑到传热系数和最充分利用压力降,从压力降考虑,雷诺数低走壳程更合理。
一般塔顶冷却器多数物料走壳程冷却水走管程再沸器物料则走管程,蒸汽、凝液走壳程以上为大多数是这样,也有特例:一般主物料走壳程,辅助加热、冷却介质走管程。
现场判断的最佳方法是:管程介质从换热器一端进出,壳程介质靠中间一点进出,管程进出口一端要预留一定的抽换热器芯子的空间。
简单地说管程就是管内,壳程就是管外.就固定管板换热器而言,管壳程物料选择依据大致有:1)不洁净和易结垢的流体宜走管程,因管内清洗方便;腐蚀性流体宜走管程,以免管束和壳体同时受腐蚀,且清洗,检修方便;压强高的流体宜走管程,以免壳体同时受压;有毒流体宜走管程,使泄漏机会减少;被冷却的流体宜走壳程,便于散热,增强冷却效果;饱和蒸汽宜走壳程,便于排出冷凝液和不凝气,且蒸汽洁净不污染;. v% d G8 U% m5 O ^流量小或粘度大的流体宜走壳程,因折流档板的作用可使在低雷诺数下即可达到湍流,但也可在管内采用多管程;若两流体温差较大,宜使α大的流体走壳程,使管壁和壳壁温差减小.在具体选择时,上述原则经常不能同时兼顾,会互相矛盾,这时要根据实际情况,抓住主要问题,作为选择的依据.而且不同换热器考虑的问题也不一样,比如:U型管的,管程就不能走洁净和易结垢的流体.管程是指列管内部,壳程是指列管外部和筒体之间的地方.管程和壳程是列管式换热器的两种介质流动区间,列管式换热器一般由外壳、花板、封头等组成,简单来说:管内称管程,管外则叫壳程一般来说,清浩流体走壳程,不浩流体、易结垢,易结晶、易堵塞的介质走管程,这样便于清理污垢、结晶等堵塞物。
管壳式换热器工作原理
管壳式换热器是一种常用的热交换设备,其工作原理如下:
1. 冷热介质流经换热器:冷介质(通常是待加热流体)从进口管道进入换热器的壳程,热介质(通常是用于加热的流体)从进口管道进入换热器的管程。
2. 介质的传热过程:在管壳式换热器内,冷、热介质通过管程和壳程之间的管板进行传热。
冷介质在管程的管道中流过,热量通过管壁传递给热介质。
热介质流经壳程的壳体,将热量传递给壳程的外壁,而冷介质则从壳程外侧带走吸收的热量。
3. 介质的流动操作:管壳式换热器内冷热介质的流动方式有多种,常见的有串流(串流换热器),并流(并流换热器)和逆流(逆流换热器)。
4. 热量交换完成后,介质流出换热器:经过传热过程后,冷介质和热介质的温度发生变化,冷介质在换热器的出口处流出,热介质也在换热器的出口处流出。
总结来说,管壳式换热器通过管程和壳程之间的传热,将热量从热介质传递给冷介质。
冷热介质在换热器内部流动,通过壳体和管道壁的传热,完成热量交换,最终达到热能转移的目的。
不同的流动方式和操作条件,会影响换热的效果和效率。
完整版)HTRI管壳式换热器设计基础教程讲解XXX HTRI Shell and XXX XXXXXX School of Chemical Engineering and EnergyNovember 2011XXX HTRIThe Heat Transfer Research Institute (HTRI) is a US-based XXX efficient。
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and low-cost heat XXX design and accounting。
which includes the following components:HTRI.Xist XXX fully incremental program。
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This method is based on a wide range of shell-side and tube-side n。
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and simulate the performance of air coolers and XXX It can also simulate the performance of air coolers when a unit is shut down。
This are uses HTRI's latest point-by-point XXX.XXX cylindrical and box-type n chambers。
不是这么简单,需要考虑很多因素:
宜走管内的流体:
1)不洁净和易结垢的流体,因为管内清洗方便;
2)腐蚀性的流体,因为可避免管子、壳体同时受腐蚀,且管子便于清洗和检修;3)压强高的流体,因为可以节省壳体材料;
4)有毒的流体,因为可减少泄漏的机会。
宜走壳程的介质:
1)饱和蒸汽,因为可便于及时排除冷凝液,且蒸汽比较干净,清洗比较方便;2)被冷却的流体,因为可利用壳体散热,增强冷却效果;
3)粘度大的流体或流量小的流体,因为流体在折流板的作用下,可提高流动对流传热系数;
4)对于刚性结构的换热器,若两流体的温差大,对流传热系数较大的介质走壳程,可减少热应力。
换热器中管壳程介质的确定原则如下:
1、不清洁的流体走管内,以便于清洗。
例如冷却水一般通入管内,因为冷却水常常用江河水或井水,比较脏,硬度较高、受热后容易结垢,在管内便于机械清洗。
此外管内流体易于维持高速,可避免悬浮颗粒的沉积。
2、流量小的流体,或传热系数小的流体走管内。
因管内截面一般比管间截面小,流速可高些,有利于提高传热系数。
3、有腐蚀性的流体走管内,这样只要管子、管板用耐腐蚀材料即可。
此外,管子便于检修。
4、压强高的流体走管内,因管子较宜承受高压。
5、高温或低温流体走管内,这样可以减少热量或冷量向周围大气散失而造成的热损失。
6、饱和蒸汽走管内,便于排除冷凝液。
冷热流体哪一个走管程,哪一个走壳程,需要考虑的因素很多,难以有统一的定则;但总的要求是首先要有利于传热和防腐,其次是要减少流体流动阻力和结垢,便于清洗等。
一般可参考如下原则并结合具体工艺要求确定。
(1)腐蚀性介质走管程,以免使管程和壳程材质都遭到腐蚀。
(2)有毒介质走管程,这样泄漏的机会少一些。
(3)流量小的流体走管程,以便选择理想的流速,流量大的流体宜走壳程。
(4)高温、高压流体走管程,因管子直径较小可承受较高的压力。
(5)容易结垢的流体在固定管板式和浮头式换热器中走管程、在u形管式换热器中走壳程,这样便于清洗和除垢;若是在冷却器中,一般是冷却水走管程、被冷却流体走壳程。
(6)粘度大的流体走壳程,因为壳程流通截面和流向在不断变化,利于传热。
(7)流体的流向对传热也有较大的影响,为充分利用同一介质冷热对流的原理,以提高传热效率和减少动力消耗,无论管程还是壳程,当流体被加热或蒸发时,流向应由下向上;当流体被冷却或冷凝时流向应由上向下。
什么样的介质走管程什么样的介质走壳程流向:热流体上进下出,冷流体下进上出。
(1)不洁净的易结垢的流体走管层,便于清洗。
(2)腐蚀性的流体走管层,以免壳体和管子同时受腐蚀。
(3)有毒流体走管层,减少泄露机会。
(4)压力高的流体走管层,以免壳体受压,节省壳层金属消耗。
(5)粘度大的流体走壳层,流量小的流体走管层,提高流速。
(6)饱和蒸汽宜走管层,以便于被加热介质有足够的汽化空间。
(7)热流体宜走管层。
这个表述是比较正确的,但有时会出现冲突的情况,这时就要综合考虑了,例如渣油是高温黏度大的产品,但往往大多数就选择走管程。