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哈雷釬焊板式換熱器
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螺旋折流板換熱器殼程傳熱性能的研究

點擊:1940 日期:[ 2014-04-26 22:06:33 ]
                            螺旋折流板換熱器殼程傳熱性能的研究                                     王安軍   高磊   江凡                              (遼寧石油化工大學,遼寧撫順113001)     摘要:主要對l8。,25。,30。螺旋角的螺旋折流板換熱器殼程傳熱性能進行了測定與研究,同時又進行了l8。,25。,30。螺旋角的螺旋折流板換熱器與傳統的弓形折流板換熱器殼程傳熱性能的比較。即從試驗中得出了螺旋角為30。的螺旋折流板換熱器的傳熱效率最高,又得出18。,25。,30。不同螺旋角度的螺旋折流板換熱器的殼程傳熱效率都比傳統的弓形折流板換熱器殼程傳熱效率高。     關鍵詞:螺旋折流板;弓形折流板;螺旋角;傳熱效率     中圖分類號:TQ051.5 文獻標識碼:A 文章編號:1001—4837(2007)09—0001—03     1 概述     冷換設備是煉油、化工、電力等行業工藝流程中的主要設備,據統計,在煉油廠冷換設備約占全部設備的40%。它既是工藝流程中的主要設備,又是企業減少能耗、降低成本的主要手段,因此冷換設備技術水平是煉油廠先進程度的主要標志之一。我國現在大多數的冷換設備,其殼程介質的流動幾乎還是傳統的弓型折流板z字型流動方式,使得冷換設備總傳熱系數K值一直停滯在較低狀態,而到了2O世紀90年代初,一種新型冷換設備——螺旋折流板換熱器開始應用于工業領域,其殼程介質的流動呈“螺旋線”型流動方式,導致折流板形狀發生了很大的變化,折流板為傘形,每塊折流板與殼體軸線呈一定的夾角,相鄰的折流板在周邊“首尾”相接,每四片就構成一個外圓周連續的螺旋線,減小了殼程側的滯流區和死區,因此減少污垢沉積,從而改變了殼程流體的流動狀態且擴大了換熱面積,達到提高傳熱效率的目的。又由于這種獨特殼層介質的流動方式,使殼程壓力降明顯降低,使得換熱器具有良好的抗振性,降低了管束由于振動而產生的損傷,提高換熱器的使用壽命。具體結構如圖1,2所示。                        2 試驗     2.1 試驗主要設備,TL儀器     本次試驗采用殼體為:Φ250mm(內徑)X 3 m,3臺換熱器的管束均為兩管程。管子規格:Φ25mm X 0.5mm X 250mm X 40根,管子排列方式為斜45。。試驗在冷換設備綜合測試試驗臺上進行,主要測試儀表、設備為:     測溫:數字溫度計,分度為O.O1℃;     量程:溫度測量范圍為0—50℃和0—100℃;     測壓:壓力表和壓差計;     流量計:LzB-5O轉子流量計與IzJ一100轉子     流量計并接,量程為1~50 m3/h;:     試驗設計:管程流體介質為水,初定流量值為22 m3/h;殼程流體介質為油,流量為22 m3/h;管程流量不變,殼程油流量按2 m3/h遞增。測試殼程油 流量與總傳熱系數的變化關系。     2.2 試驗流程     本裝置主要包括兩個回路、三個組成部分。兩個回路:冷回路和熱回路,即換熱系統的管程和殼程。管程為介質水,殼程為介質油,測試水油之間的換熱效率。三個組成部分包括:(1)冷水的小儲罐和冷水的大儲罐(這樣便于水量的流動平衡穩定);(2)熱油的儲罐及加熱部分;(3)循環動力系統。試驗流程如圖3所示。                       2.3 傳熱性能測試結果     2.3.1 測試數據     測試結果如表1—4所示。                                                                                                  3 試驗結論     (1)在同一油流量的條件下,螺旋折流板換熱器比弓型折流板換熱器的殼程傳熱效率高,并且隨著油流量的增加,螺旋折流板換熱器殼程傳熱效率提高得越明顯(見圖1)。例如,以螺旋角度為18o的螺旋折流板換熱器和弓型折流板換熱器的最后一組試驗數據進行對比可得,螺旋折流板換熱器的殼程傳熱效率比弓形折流板殼程的傳熱效率提高了30.69%,可見,螺旋折流板換熱器比弓形折流板換熱器殼程換熱效率高。     (2)螺旋折流板換熱器隨著螺旋角度的增大,螺旋折流板換熱器殼程傳熱系數越大(見圖1)。例如,以螺旋角為30。的螺旋折流板換熱器和螺旋角為25。的螺旋折流板換熱器的最后一組試驗數據進行對比可得,螺旋角為30。的螺旋折流板換熱器比螺旋角為25。的螺旋折流板換熱器殼程傳熱效率提高了17.6%,螺旋角度大的螺旋折流板換熱器殼程換熱效率高。     參考文獻:     [1] 劉?。鋼Q設備工藝計算手冊[M].北京:中國石化出版社,2003.     [2] 王秋旺.螺旋折流板殼式換熱器殼程傳熱強化研究進展[J].西安交通大學學報,2004,38(9):881—885.     [3] 宋小平.提高管殼式換熱器效率的研究[J].中國石油化工,2005,146—148.     [4] 王素華.螺旋折流板換熱器流動性研究[J].石油化工高等學校學報,2001,14(3):64—67.     [5] 張少維.結構和操作參數對螺旋折流板換熱器性能影響[J].石油化工設備,2004,33(5):17—20.     [6] [德1w.瓦格納,A.克魯澤.水和蒸汽的性質EM].北京:科學出版社,2003.    
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