换热管直径对换热器_效率影响的探讨_图文

1、-18-化工装备1概述换热器广泛应用在石油化工企业,设法提高 其效率是节能工作的一个重要课题。以我公司氨合成系统为例:通过对氨合成的平衡表损失的统计分析可知,整个合成系统的效率为22.1%,由换热器造成的损失占总损失的20.3%。该系统造成换热器损失的原因主要有水冷器带走的热量和氨冷凝过程中放出的潜热,以及换热不可逆损失。冷凝潜热是分离过程中必不可少的损失。水冷目前也无法用其它手段代替来经济地回收低温余热1。换热不可逆主要是由于传热温差过大产生的。下面对其影响因素进行分析探讨。2换热器效率分析换热器损失=T o(_Q 式中:T 1热流体平均温度T 2-冷流体平均温度换热器效率EX =E xQ2

2、/E xQ1式中E xQ1为换热器输入,E xQ2为换热器输出。E xQ1=Q(1-E xQ2=Q(1-当换热量Q 与环境温度T o 一定时,则有:EX =(1-T o /T 2/(1-T o /T 1=T 1(T 2-T o /T 2(T 1-T o =1-式中T 1-T 2即传热温差,由T 1、T 2、T 3三部分组成,即:T 1-T 2=T 1+T 2+T 3如图1所示:换热管直径对换热器效率影响的探讨刘耀霞(中国化工沧州大化股份公司机动部,沧州061000米斌(沧州天淼化工机械有限公司,沧州061026摘要:本文通过换热管直径对换热器效率影响的分析,提出了换热器设计及改造时,减小损失的

3、一条途径。关键词:换热管直径效率传热1T 21T 1T o T 1T o T 2T 1-热流体与换热管内壁温差T 2-换管内壁与外壁温差T 3-换管外壁与冷流体温差T 1:因热流体与换热管内壁为对流换热,按传热学关联式:T 1=T 1-T W1=C 1Q 1W 1-0.8L -1n -1(d-2s-0.8式中:C 1-物性参数,C 1=43.5-0.6-0.4(Cp-0.4-11-热流体导热系数;-粘度系数;-密度;图1T 1-T 2T 1T 2(-1T 01T 1技术应用与发展-19-化工装备Cp -定压比热;W 1-热流体流速;L管长d-管径;n-根数;s-壁厚。T 2:导热所存在的温差,

4、把换热管视为圆筒体,则:T 2=T W1-T W2=C 2QL -1n -11n式中:C 2=2-筒体材料导热系数=1-据上式,可绘出对于某一换热量Q 及换热管直径d 对换热管效率的影响,如图2。由图2可看出,当换热量Q一定时,效率随d 增大而增大,但当d>30mm 时,EX 受d 影响不明显,且考虑到d增大将使换热器的容积加大,故换热管直径以2530mm 为宜。3换热管设计及在用现状目前,我国试行的系列标准规定采用25×2.5和19×2两种规格的换热管。具体选择一般只考虑换热器单位容积的传热面积和介质的粘度及结垢情况2。对于在用换热器的直径,仍以我公司氨合成为例,在

5、总计18台换热器中有16台的直径为19mm,一台为15.9mm,一台为22.2mm。可见,换热管直径对换热器效率的影响的分析及结论对于换热器的设计及在用换热器的改造很有意义。4结论4.1换热管直径影响到换热器的效率;4.2在换热器的设计及在用换热器改造时,应充分考虑换热管直径对效率的影响,以减少换热不可逆引起的损失。参考文献1赵家风等:拥理论及其工程应用,重庆大学出版社2徐文熙、穆文俊:化工原理(上册,中国石化出版社。d d-2s 12 2 图2T 3:亦为对流换热温差,冷流体在管外流动,其值与换热管排列方式有关,因目前多采用差排,故只考虑换热管差排的情况:T 3=C 3W -0.62L -1

6、Qd -0.6n -12-1式中:C 3=2.80.24-0.64(Cp-0.36-12-修正系数。由上分析不难得到:ex =1-T 1-T 2T 1T 2(-1T 01T 1C 1Q 1W 1-0.8L -1n -1(d-2s-0.8+C 2QL -1n -11n+C 3W 2-0.6L -1Qd n -1-12d d-2s101T 1T 1T 2(-Discuss about the Impact of "Yong" Efficiency of Heat ExchangerLiuYao-xia(ChinaChemicalCangzhouChemicalIndustrialCo.,Ltd.,Cangzhou,061000MiBin(CangzhouTianmiaoChemicalIndustrialMachineryCo.,Ltd.,Cangzhou,061026Abstract:ThistextanalyzestheImpactof"Y ong"efficiencyofheatexchangerwhichcausesbythediameteroftheheatexchangingtube,andgivesarecommendationwhichcanreduces"Y ong"losswhendesi