原標(biāo)題:換熱器篇1——螺旋纏繞管式換熱器的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn)
首先來(lái)看兩張纏繞螺旋管換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖:
螺旋繞管式換熱器的結(jié)構(gòu):
螺旋纏繞管式換熱器的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)管式換熱器相比,都是由殼體、管板、管束,芯部金屬管等部分組成。與其他換熱器不同的是,因管束是纏繞式,其內(nèi)部為中空,所以芯部金屬管起支撐管束作用。**做出的重大改進(jìn),就是見(jiàn)將原來(lái)的直管變成了螺旋管。
螺旋繞管式換熱器的優(yōu)點(diǎn):
那么這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在哪里呢?
首先,由于管程做成了螺旋管,各種溫差應(yīng)力的問(wèn)題就不存在了。
大家可以把螺旋管想象成彈簧,彈簧在兩端固定的情況下,受到應(yīng)力的時(shí)候可以自動(dòng)改變螺旋之間的距離或者螺旋的直徑,使應(yīng)力受到補(bǔ)償。因此螺旋管換熱器兩側(cè)的溫差可以做到非常大。另外由于應(yīng)力結(jié)構(gòu)合理,即使管內(nèi)壓力非常高,但是作用在管壁上的分量卻不高,導(dǎo)致反應(yīng)器可以耐受更高的壓力。
其次,由于管子是螺旋管排布,因此這種結(jié)構(gòu)非常緊湊,從圖中可以看到,整個(gè)換熱器內(nèi)部密密麻麻的都是管子。這種換熱器每立方米的換熱面積可以達(dá)到100㎡以上。
另外就是流體在螺旋管內(nèi)流動(dòng)的時(shí)候,由于管子蜿蜒曲折,在管子內(nèi)流體的方向時(shí)常發(fā)生變化,可以形成局部的湍流,進(jìn)一步提高設(shè)備的傳熱系數(shù)。所以整體上,纏繞螺旋管換熱器還是一種傳熱強(qiáng)化設(shè)備,可以在更小的體積內(nèi)達(dá)到非常高的換熱量。此外由于管子螺旋纏繞,管子長(zhǎng)度可以到幾百米,可以使用更長(zhǎng)的換熱器,同時(shí)有利于換熱器的大型化。
總而言之,螺旋繞管式換熱器的湍流效果比較好,雜質(zhì)沉積率小,比起板式換熱器來(lái)說(shuō),結(jié)垢傾向低。
螺旋纏繞結(jié)構(gòu)完全消除了換熱管與管板之間的拉脫力,大大提高了使用壽命。同等換熱量下,體積約為傳統(tǒng)換熱器的1/10,可以節(jié)省寶貴的空間資源。
纏繞螺旋管換熱器的優(yōu)點(diǎn)非常明顯,可以大大擴(kuò)展換熱流程的使用范圍。**的缺點(diǎn)就是加工可能比較困難,導(dǎo)致加工成本偏高。另外就是換熱管的間距等幾何參數(shù)對(duì)內(nèi)部流體流動(dòng)的影響非常復(fù)雜,導(dǎo)致?lián)Q熱過(guò)程的計(jì)算與設(shè)計(jì)無(wú)法參照傳統(tǒng)換熱器,這給業(yè)主方的選用帶來(lái)顧慮。當(dāng)然*麻煩的還是管子的堵塞問(wèn)題,由于管道特別長(zhǎng),結(jié)垢以后幾乎無(wú)法清洗,因此這種設(shè)備還是適用于原料純度較高的場(chǎng)合。
設(shè)備運(yùn)行:
螺旋繞管式換熱器與傳統(tǒng)列管式換熱器相比,每根換熱管束均以螺旋結(jié)構(gòu)按一定規(guī)律均勻纏繞在殼體內(nèi),這種結(jié)構(gòu)一方面延長(zhǎng)了管程長(zhǎng)度,使得換熱更加充分;另一方面極大的改變了殼程內(nèi)流體狀態(tài),使流體呈強(qiáng)烈的湍流狀態(tài)流動(dòng),強(qiáng)化傳熱,大大提高換熱系數(shù)。同時(shí),螺旋纏繞彈性管束設(shè)計(jì),可有效消除管道振動(dòng)和因熱脹冷縮變形產(chǎn)生的應(yīng)力。
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