伊春列管式换热器服务周到,管壳式换热器
管壳式换热器由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：
①固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。
换热器中采用节能技术不仅能提高能源利用率,减少金属材料的消耗,而且对推进石油、化工、制药等行业的节能减排工作有着积极意义。介绍了常用管壳式换热器换热管强化传热技术和壳程强化传热方法,分析了各自的原理、优缺点及推荐使用场合。
壳程换热管之间插入螺旋扭片,螺旋扭片的 插入可以有效地改变壳程流体的流动形式,使壳 程流体产生多股自螺旋流的复杂流动形态[3],有 效提高换热管束壁面的流体速度,实现不同壳体 半径处流体的充分混合,从而达到强化传热的目 的。本文利用FLUENT软件对这种新型纵向多 螺旋流管壳式换热器的壳程湍流流动及换热进 行了三维数值模拟,根据模拟结果并对这种利用 螺旋扭片强化换热器壳程流体换热的机理进行 了有益的探讨。
1 模拟模型
模拟采用的换热器为单管程、单壳程和螺旋扭 片结构。换热器以正方形布管,图1为螺旋扭片的 Pro/e三维立体示意图。图2为换热管与螺旋扭片 之间定位关系示意图。
由于纵向多螺旋流管壳式换热器的壳程结构比 较复杂,采用四面体网格划分,管程采用六面体网格 划分。此模型中边界类型有4种:进口、出口、管壁 和壳壁[4-5]。模拟模型的数学形式建立时,主要考虑 设置管程、壳程内流体满足控制守恒的连续性方程、 质量方程、动量方程以及能量方程等。因壳程流体 处于湍流状态,进一步设置湍流k-ε模型。相关设 置完成后,进行了迭代计算,每次迭代210次左右 时,计算收敛,进行其残差曲线的分析。
从管壳式换热器壳侧管束支撑方式和强化传热的角度,综述了从弓形折流板换热器、折流杆式换热器到螺旋折流板式换热器的研究进展,特别介绍了一种适合正三角形布管的三分螺旋折流板换热器的新型结构,并指出非连续折流板螺旋换热器中相邻折流板形成的三角区的泄漏是方向指向上游的有益流动,而目前常用的螺旋折流板轴向搭接方案则开启了一条指向下游的旁通捷径,将影响绕行主流正常流动和传热。
管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。
流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。图示为简单的单壳程单管程换热器，简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。
