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技能培训:换热器冷热媒流动速率的选择.docx

1、在选配换热器过程中,对冷热媒流速的选择,将直接影响换热器的设计难度以及换热效果。冷热媒在换热器内进行换热时,通常都希望采用较高的流速,进而可以提高给热系数,从而提高了传热系数 K值。流速提高后,可使壁面结垢的几率减少,降低了热阻,从而有利于换热。因此,当传递的热量一定时,所需的换热面积就可减少,从而节约了换热管材料成本及加工费用。如果冷热媒流速过高,则使得通过换热器的阻力损失增大,造成输送冷热媒的动力消耗增加,从而提高了使用成本。反之如果所选的冷热媒流速过低,尽管使用成本减少了,但换热面积则要增大,反而增大了设备材料成本。因此对于一定条件下的冷热媒的供应流速,设计人员须经过全面的分析计算后才能

2、确定最佳性价比的方案。在实际设计中,做到全面综合的分析比较并不容易, 但通常情况下, 可从以下几个因素来考虑:1、对冷热媒流速的控制要尽量使冷热媒在换热器当中,呈现出稳定的湍流状态,或使冷热媒呈不稳定的过渡流状态。这样可以使热量传递在较大的传热系数下进行,以提高热能使用效率。对于在垂直换热管中冷热媒之间的换热, 通常也设计成流速大于过渡流时的流速。为避免阻力损失太大, 才会考虑选择将冷热媒设计为呈层流或过渡流状态的流速。2、对流速的控制,一般不超过允许的冷热媒阻力损失。如热水-热水换热器的阻力损失应不大于 1kg/cm2。3、对流速的控制,应避免换热流体对换热器内壁及管壁造成持续强度的冲击,比

3、如造成换热管发生持续的震动。否则极易造成换热管发生塑性变形,或焊接处脱焊,降低换热器的使用寿命。4、对流速的控制,应将换热管的长度或管程数量控制在合理空间内。一方面是因为管长是有限制的,一般取 67 米以内,管子太长,不但会因冷凝液的积聚而降低换热效果,且不便于拆换和清除管内外污垢。而管程数的增加,则使设备结构复杂,制造工艺困难,且使得平均温差减小,降低了换热效果。5、另外,在设定冷热媒的流速时,要使换热器有合理的外形结构尺寸,综合考虑外观结构有规则且整体美观,占地小,易于搬运及维护。由上述分析可知,要选取冷热媒恰当的流动速率,除在技术上考虑制造可行性外,在经济上也要分析性价比。一般所选取的速率,往往低于最适宜的速率。在实际设计环节,通常是根据经验数据选取合适的流动速率。

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