换热器的工艺设计计算,依据设计任务的不同可分为设计计算和校核计算两种,包括计算换热器换热面积和选型两个方面。一般已知冷、热流体的处理量和他们的物性、进出口温度、压力由工艺要求确定、设计中需选择或确定的数据有三大类,即物性数据、结构数据和工艺数据。设计计算式由已知数据计算换热面积,进而决定换热器的结构,可选定标准形式的换热器;
换热管是管壳式换热器的传热元件,采用传热元件是改进换热器传热性能最直接有效的方法。国内已使用的换热管有以下几种。
(1)螺纹管 螺纹管也称低翅片管,用光管轧制而成,适用于管外热阻为管内热阻1.5倍以上的单相流及渣油、蜡油等粘度大,腐蚀易结垢物料的换热。
(2)T形翅片管 用于管外沸腾时,可有效降低物料泡核点,沸腾给热系数提高1.6~3.3倍,是蒸发器、重沸器的理想用管。
(3)表面多孔管 该管为光管表面形成1层多孔性金属敷层该敷层上密布的小孔能形成很多汽化中心,强化沸腾传热
(4)螺旋槽纹管 可强化管内物流间的传热,物料在管内靠近管壁部分流体顺槽旋流,另一部分流体呈轴向涡流,前一种流动有利于减薄边界层,后一种流动分离边界层并增强流体扰动,传热系数提高1.3~1.7倍,但阻力降增加1.7~2.5倍
(5)波纹管 为挤压成形的不锈钢薄壁波纹管,管内、外都有强化传热的作用,但波纹管换热器承压能力不高,管心距大排管少,壳程短路不易控制