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翅片管管内流动和换热的结构应该如何考虑

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论坛元老

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发表于 2018-12-6 09:59:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
在翅片管和热管设计的时候,一般翅片管侧的换热和流动是被关注的重点,甚至传热系数的计算和取值也主要依赖于翅片侧的换热。这容易造成一种错觉:管内的流动和换热似乎是不怎么重要了,似乎在设计中可以不用考虑了。

事实上,这是不对的。我们既要考虑管内的流动和换热,还要保证管内的流体具有足够高的换热系数和合理的流动条件。我们要从如下问题来考虑。


一、翅片管的放置形式


是立放,横向,还是倾斜放置。如下图所示,因为只有清楚管子的放置形式才有利于看清楚理解不同情况下管内的相变过程。





二、管内流体管程的考虑


对单相流体(如水),一般应保证管内平均流速在1m/s左右,要通过合理的管程布置来调节管内的流速,所谓管程是指管内流体在换热器中走几个来回,管程数目越多,则每个管程“分摊”的管子数目越少,则管内流速就越高。如上面的附图所示,从水入口到水出口,水在管内走了六个来回,即管程数目为6。






每一个管程对应一排翅片管。对于管内流量特别小的场合,甚至可以做到每1支管或两支管作为一个管程;对于管内流量特别巨大的场合,可以选择1排或几排管作为一个管程。应当注意,对于管内为相变换热(蒸发或凝结)的场合,一般只取一个管程就可以了。




三、关于翅片管束的分组处理


关于翅片管束的分组处理,我们需要多方考虑。





分组布置的好处在于:


* 可使箱体分段加工,便于安装和运输;
* 可以安装吹灰孔和吹灰器;


* 便于管束的检修和更换;


例如:若最后几排管有露点腐蚀的风险,则应将其单独设为一组,便于拆检和更换。






如果在烟气的流动方向上,我们就该这样来进行设计处理,如下图所示:










四、小结
作为阶段小结,下面提出设计的几点经验,供参考:






(1)翅片管换热器和其他型式的换热器一样,设计的成功与否,50%(甚至更高)取决于经验,而经验是在工程项目设计实践中获得的。如果参与了10项以上的工程设计,算作稍有经验;参与了20项以上的工程设计,可称作比较有经验,而如果参与过30项以上的设计,则可认为是相当有经验了。






(2)成功的经验和不怎么成功的经验同等重要,若发现设备运行后,实测热负荷远远偏离设计值,就算不怎么成功,要分析原因;若发现翅片管管子的积灰,腐蚀严重,或出现其他没有预料到的情况,虽然能运行,也算不怎么成功,也应从设计上找原因;若出现安全问题,则属于失败的设计,因为“安全”具有一票否决权,更要仔细地调查分析发生的原因。






(3)为了做到设计的成功,或不出现大的失误,最重要的莫过于设计前的现场调查和取证。尤其是翅片管多作为余热回收设备应用,是在主设备上“附加”的节能设备,所以,全面地掌握主设备的运行情况和现场的环境是至关重要的。






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论坛元老

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发表于 2018-12-7 06:34:18 | 显示全部楼层
好久没去关注了,今天再去看看,谢谢了!
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