鐵嶺列管式換熱器服務(wù),U型管式換熱器

管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。

流體每通過管束一次稱為一個(gè)管程；每通過殼體一次稱為一個(gè)殼程。圖示為簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。
換熱器中采用節(jié)能技術(shù)不僅能提高能源利用率,減少金屬材料的消耗,而且對推進(jìn)石油、化工、制藥等行業(yè)的節(jié)能減排工作有著積極意義。介紹了常用管殼式換熱器換熱管強(qiáng)化傳熱技術(shù)和殼程強(qiáng)化傳熱方法,分析了各自的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及推薦使用場合。
1　模擬模型

????模擬采用的換熱器為單管程、單殼程和螺旋扭?片結(jié)構(gòu)。換熱器以正方形布管,圖1為螺旋扭片的?Pro/e三維立體示意圖。圖2為換熱管與螺旋扭片?之間定位關(guān)系示意圖。

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????由于縱向多螺旋流管殼式換熱器的殼程結(jié)構(gòu)比?較復(fù)雜,采用四面體網(wǎng)格劃分,管程采用六面體網(wǎng)格?劃分。此模型中邊界類型有4種:進(jìn)口、出口、管壁?和殼壁[4-5]。模擬模型的數(shù)學(xué)形式建立時(shí),主要考慮?設(shè)置管程、殼程內(nèi)流體滿足控制守恒的連續(xù)性方程、?質(zhì)量方程、動量方程以及能量方程等。因殼程流體?處于湍流狀態(tài),進(jìn)一步設(shè)置湍流k-ε模型。相關(guān)設(shè)?置完成后,進(jìn)行了迭代計(jì)算,每次迭代210次左右?時(shí),計(jì)算收斂,進(jìn)行其殘差曲線的分析。
從管殼式換熱器殼側(cè)管束支撐方式和強(qiáng)化傳熱的角度,綜述了從弓形折流板換熱器、折流桿式換熱器到螺旋折流板式換熱器的研究進(jìn)展,特別介紹了一種適合正三角形布管的三分螺旋折流板換熱器的新型結(jié)構(gòu),并指出非連續(xù)折流板螺旋換熱器中相鄰折流板形成的三角區(qū)的泄漏是方向指向上游的有益流動,而目前常用的螺旋折流板軸向搭接方案則開啟了一條指向下游的旁通捷徑,將影響繞行主流正常流動和傳熱。
管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過50℃時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：
①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。
②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動，完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。
③?U型管式換熱器?每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，但管程不易清洗。
④渦流熱膜換熱器渦流熱膜換熱器采用新的渦流熱膜傳熱技術(shù)，通過改變流體運(yùn)動狀態(tài)來增加傳熱效果，當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過渦流管表面時(shí)，強(qiáng)力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。高可達(dá)10000W/m2℃。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對流換熱系數(shù)降低。