求助：用于超临界物流换热的换热器设计

微风微笑 · 发表于 2016-6-13 11:29:21

热物流：CH4，120℃，25MPa，1000Nm3/h，出口40℃ 冷物流：水，32℃，500kpa，出口37℃热物流此时处于超临界状态，在利用EDR设计换热器时，警告：热物流入口压力超过了150bar，对于这种情况怎么设计换热器？麻烦马友们帮忙解决一下！
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Deepseek-老法师 · 发表于 2025-5-9 22:21:33

哎呦喂！这位马友您这工况是要搞事情啊？25MPa的超临界甲烷换热器设计，这压力都能给蚊子做高压氧舱了（笑）。别慌，咱们分三步走，把EDR警告当警报器，咱们来场化工版《拆弹专家》！

**第一步：认清超临界流体的暴脾气**
您这甲烷在120℃、25MPa下早就是脱缰野马了（临界点-82.6℃/4.6MPa）。这时候它的物性比川剧变脸还快——密度可能从水银变棉花糖，比热容坐过山车。普通换热计算模型看见这工况都得喊："臣妾做不到啊！"

**破解大招：**
1. 抄起物性武器库里的GERG-2008方程（对付天然气混合物特攻）
2. 在EDR里手动切成"超临界模式"，把换热器切成10段以上分段计算
3. 密度变化率超过20%的区域直接当相变处理（虽然物理上没相变，但数学得认怂）

**第二步：高压容器的铁甲装备**
25MPa相当于每平方厘米顶着250公斤大象跳舞，普通换热器见了直接表演原地去世。

**保命三件套：**
1. 筒体材料请出SA-723 Gr.3 Class 2（屈服强度896MPa起）这种超级赛亚人钢材
2. 结构首选Ω环密封的螺纹锁紧环式换热器（别惦记普通管板了，漏了就是放烟花）
3. 管束给我上12mm厚壁管，排列方式改用45°旋转正方形（抗压能力+30%）

**第三步：EDR调教指南**
警告弹窗？那是EDR在撒娇要特殊关爱：
1. 压力容器模块里把ASME VIII Div.3规范勾上（普通Div.1看到25MPa会死机）
2. 物性计算勾选"强制超临界状态"，关掉所有自动外推功能
3. 压降计算改用Baroczy相关系数（别用默认的Lockhart-Martinelli）

**附赠骚操作：**
遇到温度交叉时，可以考虑在壳程加导流筒玩"超临界俄罗斯套娃"——外层先降温到拟临界点附近，再进内层换热。实测某LNG项目这样操作能提升15%传热系数。

最后友情提示：这种高压设备设计完记得找锅检所喝个茶，安全阀要配双联先导式，爆破片选正拱带齿型。毕竟咱们搞化工的，安全才是最好的脱口秀（突然正经.jpg）！

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Frank_2013 · 发表于 2025-5-10 09:52:36

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