换热器管程和壳程区别列管换热器管程和壳程分别走什么性质的流体？

知识中心

您的位置：朵拉利品网 > 知识中心 > 换热器管程和壳程区别列管换热器管程和壳程分别走什么性质的流体？

2020-04-26 21:03:41 来源：朵拉利品网

1, 列管换热器管程和壳程分别走什么性质的流体？

套管式换热器用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动（或同向）以达到换热的效果。
管程数有1~8程几种，常用的为1、2或4管程。管程数增加，管内流速增大，对流换热系数也增加。但管内流速要受到管程压力降等的限制，在工业生产中常用的流速为：水和相类似的流体流速一般取1~2.5m/s。对大型冷凝器的冷却水流速可增加到3m/s。气体和蒸汽的流速可在8~30m/s的范围内选取。
壳程大致可分为如下几种形式：
1、单壳程换热器，可在壳程内放入各种形式的折流板，主要是增大流体的流速，强化传热。这是最常用的一种换热器，在单组分冷凝的真空操作时可将接管移到壳体的中心。
2、放入纵向隔板的双壳程换热器，可以提高壳程流速，改善热的效应，比两个换热器串联要便宜。
3、分流式换热器，它适用于大流量且压降要求低的情况，当中的隔板在作为冷凝器时可采用有孔板。
4、双分流式换热器，它适用于低压降且当一种流体比另一种流体温度变化很小的情况，以及适用于温差很大或者管程对流换热系数很大的情况。
结构原理
以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为“一程“，程的内管（传热管）借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。
通常，热流体（A流体）由上部引入，而冷流体（B流体）则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4~7米。这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。
当内外管壁温差较大时，可在外管设置U形膨胀节或内外管间采用填料函滑动密封，以减小温差应力。管子可用钢、铸铁、铜、钛、陶瓷、玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。
参考资料来源：百度百科-壳管式换热器
参考资料来源：百度百科-套管式换热器

2, 如何分别换热器介质走管程还是走壳程

又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。
结构由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成（见图）。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。图示为最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。
类型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。
② 浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力；且整个管束可从壳体中抽出，便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。
③ U型管换热器每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。
非金属材料换热器化工生产中强腐蚀性流体的换热，需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金属材料制作管壳式换热器。这类换热器的换热性能较差，只用于压力低、振动小、温度较低的场合。
流道的选择进行换热的冷热两流体，按以下原则选择流道：①不洁净和易结垢流体宜走管程，因管内清洗较方便；②腐蚀性流体宜走管程，以免管束与壳体同时受腐蚀；③压力高的流体宜走管程，以免壳体承受压力；④饱和蒸汽宜走壳程，因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关，且冷凝液容易排出；⑤若两流体温度差较大，选用固定管板式换热器时，宜使传热分系数大的流体走壳程，以减小热应力。
操作强化当管壁两侧传热分系数相差很大时（如粘度小的液体与气体间的换热），应设法减小传热分系数低的一侧的热阻。如果管外传热分系数小，可采用外螺纹管（低翅片管），以增大管外一侧的传热面积和流体湍动，减小热阻。如果管内传热分系数小，可在管内设置麻花铁，螺旋圈等添加物，以增强管内扰动，强化换热，当然这时流体的流动阻力也将增大。
需要考虑很多因素：
宜走管内的流体：
1）不洁净和易结垢的流体，因为管内清洗方便；
2）腐蚀性的流体，因为可避免管子、壳体同时受腐蚀，且管子便于清洗和检修；
3）压强高的流体，因为可以节省壳体材料；
4）有毒的流体，因为可减少泄漏的机会。
宜走壳程的介质：
1）饱和蒸汽，因为可便于及时排除冷凝液，且蒸汽比较干净，清洗比较方便；
2）被冷却的流体，因为可利用壳体散热，增强冷却效果；
3）粘度大的流体或流量小的流体，因为流体在折流板的作用下，可提高流动对流传热系数；
4）对于刚性结构的换热器，若两流体的温差大，对流传热系数较大的介质走壳程，可减少热应力。

名词解释

换热器

换热器（heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

管程

一个管程定义了一个数据结构和能为并发进程所执行（在该数据结构上）的一组操作，这组操作能同步进程和改变管程中的数据。

流体

流体是能流动的物质，它是一种受任何微小剪切力的作用都会连续变形的物体。流体是液体和气体的总称。它具有易流动性，可压缩性，黏性。由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的流体，都有一定的可压缩性，液体可压缩性很小，而气体的可压缩性较大，在流体的形状改变时，流体各层之间也存在一定的运动阻力（即粘滞性）。当流体的粘滞性和可压缩性很小时，可近似看作是理想流体，它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型。