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螺旋盘管换热器的设计
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在某些场合中螺旋盘管换热器提供的好处大于套管式换热器本文是在某些情
况下需
采用这种换热器时的简明的设计程序
套管式换热器通常多用于对介质有少量至中等加热的连续系统但有的情况下选用螺旋盘管换热器会更好一些如①由于空间受到限制不够放置直管换热器②介质处于层流状态或低流率使管壳式换热器传热系数低而变得不经济③一种流体的压降受到限制例如由于流
过其他的工艺设备而将螺旋盘管换热器中环
形区的流体速度定为其压降将是很低的一台螺旋盘管换热器是由一根金属管制
成的螺旋盘管安装在两个同心圆筒的环形区域内组成见图了两种流体分别在盘管内和环形区内琉动通过盘管管壁发生传热两个圆筒的尺寸由环形流道中流体的速度来决定这个速度应满足传热的需要图为一个螺旋盘管换热器的剖面示意图螺旋盘管换热器图在环形区筒壁和盘管之间的最小间隙和盘管相邻两圈之间的最小间隙应相等此时这两个间隙均取。相邻两圈盘管间的管心距由管子中心到相邻管子的中心测量取。假设流体的平均速度是均匀的则流体的
质量流速吼可根据螺旋盘管和圆筒壁之间的最小净空来计算
,尼叉,己,吸,宜,屁,民呢,吐,宜,屁叉,政,斌,宜,录,盆,宜,已,尼兄戈见,民,屁,窟叉,盆,砚,屁,口肥月,吸,屁,宜,宜,屁,已冤,豆巴电叉叉,吐见竺甩,宜叉戈,园,屁,民冤呢
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第二分篇—另一规程年版通用机械研究所等译【〕锅炉和受压容器规范—美国国家标准
瓜核动力装置部件
年版白济侯忠松等译
英国标准非直接火
压力容器化
工部化工设计公司标准组译
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图螺旋盘管换热器剖面示意图
设计程序
以下是设计丫台螺旋盘管换热器的简单程
序
确定传热系数计算盘管内和环形区的传热系数必需知道下列各参数
圈盘管所需的长度
寸二艺盘管所占的体积代
二二
舌
环形区的体积代二一乞硅在环形区内可供流体流动的空间歼
巧二一
代
盘形管的壳程当量直径。厂二
环形区的传热系数。可用下面两个公式
中的一个来计算
雷诺数在。。范围内推荐用式〕。从二
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图凡。
用于管程传热的飞因数与雷诺数的关系曲线
一一雷诺数二大于。时用式〔‘’箭‘岁召月。。‘流体在盘管内流动的传热系数气用文献
〔〕中所叙述的常规方法计算基于盘管内径的
传热系数‘是用对于直管的方法得到的—
即用一关联式或用图所示的雷诺
数瓜与盯因数几的关系曲线图查得然后必须用〔十〕乘以‘进行修
正
而得到盘形管的传热系数从。再用下式得到基
于盘管外径的传热系数凡。‘人‘。总传热系数由下式给出,二。,。
确定所需的面积
传热所需面积由下式确定刁。考虑到流体为互相垂直交叉流动这一事
实必须对对数平均温差刁。进行修正这可用垂直交叉流动的标准校正系数来完成〔〕
确定盘管的圈数
由于二且用盘管需要的圈数来表示可用下式计算〔二丁
盘管所需的实际圈数是将圆
整为下
一个整数而得
实例实例的物理性质和其他数据液体液体盯质异流率盯入口温度℃出口温度℃热容量℃导热率厂℃粘度
产
密度
且盛
液体在一根不锈钢盘管内流动液
体在环形区流动流率进出口温度流体的物理性质列于表内此螺旋盘管换热器的几何形状如图图中
刀丑,
。
计算壳程传热系数
由式盘管所需长度为
寸二用式一在环形区内可供流体流动的空间巧为
巧〔二一
」
一〔二“〕
壳程当量直径为。二
只流体的质量流速二〔一
一一〕
全雷诺数
二二
用式可得。〔〕‘计算盘管内的传热系数从
。
流体流速“好,
式中二,
魂,
,
口二夕
故一
然后可得管内雷诺数二。
由图查得当二。时二由此,’刀冲℃修正为盘形管的传热系数则‘。〔〕
以盘管外径为基础的传热系数为
℃计算总传热系数盘管壁厚为
。一
二参考文献篇略
符号
污垢系数,及取决于流体的特性即流体中存在的悬浮物质操作温度流速等此处及。均取为“℃
不锈钢的导热
率
二℃
用式
℃确定所需面积对数平均温差为
—传热面积—流体在环形区的流动面积二〔一名一刀轰一乡,
〕
,—盘管的横截面积
二
—内筒外径
—外筒内径
,—流体热容量℃
—盘管内径—盘管的壳程当量直径刀一螺旋管的平均直径
二—螺旋管的内
径
。—螺旋管的外径
—盘管
外径
,—流体质量流速
普‘,一”一‘“一
、
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刁、一一一〕
〔一一〕
℃因为两种流体是垂直交叉流动校正系数取‘,
则
刀。℃
热负荷一
用式所需面积为月火计算盘管所需圈数用式二火
取二圈适应圈盘管所需的圆筒高度
—圆筒高度凡—直管内部以内径为基准的传热系数℃凡—盘形管内部以内径为基准的传热系数盘管由直管的‘修正而得℃从—盘管外侧传热系数
,℃
二—传热的因数
几,,’拼户,。”无因次—流体的导热率℃—盘管管壁的导热率
℃
—盘成圈所需的螺旋盘管长度—流体质量流率
—给定的工艺过程加热量所需的实际盘管圈数由圆整到下一个整数而得夕—普兰得数叮无因次