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高管壳式石墨换热器传热能力的措施

2021-05-21 16:27:14

        管壳式石墨换热器的传热能力是由壳程换热系数、管程换热系数和石墨换热器冷、热介质的对数平均温差决定的,因此,提高管壳式石墨换热器传热能力的措施包括以下几点。


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(1) 提高管壳式石墨换热器冷、热介质的平均对数温差冷、热介质平均对数温差除直接受冷、热介质进出口温度影响外,还受到冷、热介质的流动方向和换热流程的影响。当石墨换热器冷、热流体的温度沿传热面变化时,两种流体逆流平均温差大,顺流平均温差最小, 在实际石墨换热器设计中,冷、热流体多采用交错流方式,其平均对数温差介于逆流和顺流之间。因此,应尽量增加石墨换热器冷、热流体的逆流比例,提高冷、热流体的对数平均温差,提高石墨换热器的传热能力。

(2) 合理确定管程和壳程介质。在石墨换热器设计中, 对于壳程安装折流板的石墨换热器来说, Re >100 时, 壳程介质即达湍流,因此,对于流量小或粘度大的介质优先考虑作为壳程换热介质;由于管程清洗相对于壳程清洗要容易,因此对于易结垢、有沉淀及杂物的介质宜走管程; 从经济性考虑,对于高温、高压或腐蚀性强的介质,作为管程换热介质更加合理; 对于刚性结构的石墨换热器,若冷、热介质温差大,因壁面温度与换热系数大的介质温度接近,为减小管束与壳体的膨胀差,换热系数大的介质走壳程更加合理,而冷、热介质温差小,两介质换热系数相差大,换热系数大的介质走管程更加合理。

(3) 采用强化管壳式石墨换热器传热的结构措施。在石墨换热器设计中,通常采用强化传热的措施来提高石墨换热器的传热能力。强化传热的常用措施有:采用高效能传热面、静电场强化传热、粗糙壁面、搅拌等。

石墨换热器是石油、化工中重要的热工设备,其中管壳式石墨换热器的发展已经取得了巨大进步, 其发展总体上是支承形式的发展,从板式支承,到折流杆式支承,再到空心环支承最后到管子的自支承,当然其间也有交错发展的情况。随着支承形式的发展,石墨换热器的传热综合性能得到很大地提高。从结构上来讲,其结构形式会直接影响传热性能,所以在确定石墨换热器结构时,应对其参数不断调整,反复计算以使石墨换热器的性能更高。


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