螺旋板式换热器的使用与设计计算

1、 接 管 结构 设 计 , 筒体 上 的 接管 有 两 种 基 本结构 部 # % & ( 质 从 设 备 中排 除 。 一 是 切 向接 管 , , 如 图% % , 一是 垂直接 管 , 如 图% & 。 一机 一( 定 型 设 计 均 采 用切 向接 管 这样 的结 构不 但 接 管 的局 部 阻力小 而 且 还 便 于 杂 , 但 国 内 仍 有采用 垂直 接管 型 式 的 幻 大 连 工 学 院等 单 位做 的 流 阻 试 验 表 。 明 垂 直 接 管 的局部 阻 力 系数 要 比 切 向接管 高 一 倍 左 右 拱 图% 切 向接 管 图% & 垂直接管

2、+ “ 五 ” 型 设 备 封 头 的设 计 图 & 在 操作 压 力 较 低 的 情 况 下 用 平 板 盖 结 构 盖 就 要加 厚 , 是 方便 的 。 随着 操作 压 力 的 提 高 。 。 , 平板 , 由 于 平板 盖 刚度 不够 引 起 的变 形 会 造 成 设 备 的外 漏 与短 路 , 采 用椭 元 形 封 头 、 如 图 % 可 改 善这 个 问题 这 种 结 构 可 把外 漏 和 短 路 两个 矛 盾 分 开 解 决 , 椭 元 形 封头 法兰 和 。 垫 片 保 证 介 质 不 漏到 大 气 中来 而 密 封板 则 起 到 防 止 介 质 短路 的作 用 , ,

3、 。 密 封板 与螺旋 通 道 端 密封 , 面 之 间 没 有 垫片 , 这 要 求螺 旋 通 道 端 面 要 进 行 机 械 加 工 , 使密封 板 放 上 去能 紧 密贴 合 , 。 板是 一 个 受 内 压 零 件 不 需要 太 大 的紧 固 力 , 它 的 外 边 缘 由法 兰 垫 片 压 紧 即 可 。 见 图 % 。 设 , 计 时 要 保 证 密封 板 的 上 板 面 比 法 兰 密 封 面 低 。 & 毫 米 这 样 不会 影 响 螺旋 尺 寸 大 直径 的 设 压环 。 备 需 在 封头 上 焊 一 钢 管 钢 管 另 一 端焊 有 压 环 见 图% , 压 环 与

4、 密 封板 之 间有 垫 片 的 作用 是 当 产 品 做单 通 道 水 压 试 验 时 限 制螺旋 体 使其 不 能 产 生宝 塔 状 的突 起 变形 巴日 忍 面 , 尸4 州叮 , 一 形 6 二夕 兀目 夕 图% % , 椭元形封头 & 、 图% % 、 封 头 与 法 兰 联 接 结构 密 封板 & 管 密封板 压环 、 压环 垫 片 , 法 兰垫片 一0.一 选 用 带椭 元 形 封 头 的 周知 , “ 丑 ” 型设 备 , , 冷 热 介质 进 出 口 的 安 排 又 有 了新 的 影 响 因 素 之 间总是 有一 个 压差 , , 。 众所 换热 器 由 于

5、存 在 阻 力 损 失 。 进出口 如 介 质 是 从 封头 接 管进 入 设 。 备 则 椭 元 形 封 头 内 腔 的压 力 将 高 于 螺 旋通 道 内 的压 力 , 这 样 密 封 板受 到 压 差 的作 用 使 其 产 生 当按 排 , , 自紧密 封 反 之 如果 介 质 从 壳 体接 管 进 入 设 备 则 密 封 板 受到 的 压 力 使 其 对 密 封 不 利 冷 热介 质 进 行逆 流 换 热 时 , 必 定 要 有 一 种 介 质从 壳 体 接 管 进 入 设 备 。 要 取 得好 的传 热效果 让 给热 系 数 高 的 一 侧 介 质 从 壳体 接管 进 入 设 备 是

6、 合 理 的 、 四 螺 旋 体的 强度与 刚度 计 算 , 为 保 证 螺 旋通 道 不 被 压 破 与 压 瘪 出 定距 泡 距柱 泡 , 通 常 在 螺 旋 通 道 中 焊 上 定 距 柱 或在 螺 旋 板 本 体 上 冲 压 。 以 起 到 螺旋 板 之 间 相 互 支 承 的 作 用 当 设 计 压 力 与 螺 旋板 的 材 料 , 、 厚 度一定 , , 定 的 间 距 为 多 少 才 能 保证 设 备 不 被 压 破 与 压 瘪 。 这 个 问 题 是设 汁 者 必 知 的 但 长期 以 来没 有 得 到 解 决 %9了 年 & 南 京 化 工 学 院 等 单位 在 这

7、方 面 傲 了 细 致 的工 。 作典 , 通 过 试 验他 们 总 结 出 了保 证 螺 旋 板 强 度 和 刚 度 的 关 系式 强度计 算 、 今仁 一 。 二 式中 丫 作 力 许率 操响 系 数 影 曲 % 用 压 , < : = , . ! 90 % & ! 一 , 系数 对 于 定距 柱 对 于 定距 泡 , 螺 旋 板 曲率 半 径 。 二 : = 。 ! ( , + 七 ! 各 % 螺 旋板 厚 , = 以屈 服 限 作为 强 度准 则 的 许 用 应 力 刚 度计 算 ; 二 定 距柱 泡 的间距 三 角 形 排列 , = < : = 。 ! % %&a

8、mp; , : 一 件 “ 式中 系数 最 大挠 度 , , = 定 距 柱 定距 泡 , . ! ! . 0 , , . . 0 % 各 % 卜 操 作 压 力 < 定 距 柱 泡 的间 距 材料 的 弹 性 模 数 材 料 的泊松 系数 , 螺旋 板 厚 : = ! 。 = 三 角 形 排列 , : = , < = : , 式 = 允许 挠 度 适 用于 弹 性 范 围 之 内 , 、 3 。 。 五 流 体阻 力 及 传 热 计 算 , 国 外 有 不 少 研 究 单 位 和 大 学 对 螺 旋 板 式 换 热器 的 传 热 及流 阻 进 行 过 实 验研 究 虑定距柱 泡

9、的 影响 , 但 均没 考 , 因 此对 解 决具 体 的工 程 间 题意 义 是 不 大 的 。 。 由 于 生 产 发 展 的需要 大 连工 学 院等 单 位 于 % 9 了 年 开 始 针对 一机 部 定 型 产 品 # % & ( 一 ( 定 型 设 计 进行 传 热 与流 阻 的实 验 研 究 6 , 初 步 找 出 了 定 距柱 泡 的 影 响 因 素 哪 现 将 流 阻 及 传热 的 计 算式分 别列 于 下 。 介 质 为 液 体 的 流 阻计 算 公 式 ! 么 二 厂 6 , 一了 一 以 3 . ! 。 0+ , 、 哀乎订了 = 6。 一 , 、 ! 、 ” “

10、 宁 任 、 夕 丫 “ 么 + 式中 3 、 丫 。 & 螺旋 通道 长 雷 诺数 定 距 柱 密度 个 < 重度 岁 重 力加 速 度 3 一 通 道 中 流 体 流 速< 通道 当量直径 一 , 阻力 降 < = , , 。 & , = , , = : , 。 。 < 3 : , 一 , = 介 质 为气 体 的 流 阻 计算 公 式 、 冥 , , 二 只 兰 & & : 3 <, 、 式中 丫= , 、 平 均 重度 < 进出 压力 质 最流 速 一 <= = , 3 : 一 口 罗 叮= 了 。 为 液 体

11、和 气 体 的给热 系 数 计 算 公 式 介质 。 系数 , 当 二 % 0 时 , 。 。 . && ! , 其 他符 号 同 前 。 二 。 。 一 ! 一 莽 3 3 。 了, ! 2 。 式中 。 ! 一 一 给热 系数 质 导 , : 8 系 , 、 < %= , & ! > 2 介 的 普 兰特 准热 数 数 指 数 介 质 被加 热 8 : ; < 6 . . ! = ! > , , 二 二 , 介 质 被冷 却 。 ! 其 他 符 号同前 公 式 ( 适 用 于 定 距 柱 间 距 为% . 毫 米 即 二 % 0 并 且 介

12、质 为 湍流 状 态 , 一0& 一 参 月 ! 7 2 卜 ! 2 考 资 , 料 + 化 工 与 通 用 机 械 % 9 了 ! 6 % %刘汉城 、 徐玮琦 , , 螺旋 板 式 换热 器 的 结 构选 型 , + 。 ,卫 %! ! 飞 一 #7卫 # 任 ? 山 乃 丹 辽 宁 化 肥 技术 通 讯 %9 ( 。 。 大 连 工 学 院等 , 螺旋 板 式 换 热 器 的 流 体 阻 力 研究 , , 化工 , 与 通 用 机械 % 9 ( ! ( 。 南 京 化 工学 院 等 螺 旋 板 式 换 热 器 强 度 刚 度 的 实 验研 究 , 化 工 与 通用 机 械 % 9

13、 ( ! ( 。 。 大连工 学院等 螺 旋 板 换热 器 的 流 体 阻 力及 传 热 研 究 化 工 与通 用 机 械 % 9 ( 0 ! + 平 头 型 多 孔 喷 嘴 的 设 计 问 题 。嫉 ? 炎 夭 二 洲 福 州 张 英 辉 本 文 从 环 境保 护 的 角度 出发 法 , , 讨 论 了 如 何 在 平 头 型 喷 嘴 设 计 上 采 取 措施 , 即采 用 二 次 空 气 。 这 不 仅 降低 了 加 热 炉 排 气 中的 ? 含量 , 而 且 还 带 来 了 均 匀 炉 内温 度 场 的傅 益 一 、 概述 、 无论 是 石 油 炼 制 加 热 炉 用液 体或 气 体 作

14、燃料 时 , 合 成 氨 造气 炉 、 烯 烃 裂解 炉 , 或 者是 锅 炉 。 、 冶 金 工业炉 , 在应 大 多 数 都是 通 过 喷 嘴 燃 烧 器 进 行 燃 烧 的 。 因此 , 喷 嘴 燃 烧 器 是工 业 加热 炉 的重 要 零 部件 之 一 燃烧 喷 嘴 。 为 了使 燃 料 的 燃 烧 合 理 , 根 据燃 料 性 质 和 燃 烧 要 求 的 不 同 、 、 , 目 前 国 内 外 已 有多 种 型式 的 按种 类 不 同 可 分 为 气 体 燃 烧 器 液 体 燃 烧 器 和 油 一 气 联 合 燃 烧 器 按燃 烧 方法 可 分 为 扩 散 燃 烧和 爆 式 燃 烧

15、按 雾 化 方 法 可 分 为 雾 化 剂 雾 化 合 型 式 可分 为 内 混 、 机 械 雾 化和 联 合 雾 化 , 、 按 油 气棍 。 外混 , 、 揣 流 及涡 流等等 型式 , 。 在工 业炉 设计 中 , 对 喷 嘴 燃 烧器 的 设 计 也 是一 项 重 要 的 内容 炉 型 的特 点 。 。 选 用 是 否适 当 将 直接 影响 到炉子 的热 工 性能 , 生 产 能 力 和 炉 管 寿命 , 喷嘴燃烧 器 型式 的 选 择 首先 要 考 虑 燃 料 间 题 , 其次 还 要 根据 雾 化情 况 , 考虑加 压设施 和 , 随 着 我 国 石 油 工业 的 迅 速 发 展 以 天燃 气 、 石油作 为能 源 已经 越 来 越 普遍 。 由此 也 引 , 起 人 们 对 环境 保 护 问 题 的 重 视 的设 计 方案 视 时 。 , 其 中 大 气 污 染 就 是 环境保 护 的重 要 内容 之 一 , , 因此 以 最佳 , 最 大 限 度 地 降 低 工 业 加 热 炉 排 气所 造 成 的 环 境 污 染 , 已 引起 了