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关于φ38mm换热管的换热器选型问题,结合工程实践经验,给出以下解决方案:
1. 标准延伸应用
虽GB/T 28712.2未涵盖φ38管径,但可参考GB151-2014《热交换器》中的结构设计原则:
(1)管间距(Pitch)取1.25-1.5倍管外径,建议取48mm(1.26倍)或57mm(1.5倍)两种典型间距
(2)壳体内径=管束直径+30-100mm周边间隙(视压力等级调整)
(3)折流板间距取0.2-0.5倍壳体内径
2. 参数估算方法
(1)管程流速控制:液体0.5-3m/s,气体5-30m/s(具体根据介质特性调整)
(2)管数估算公式:
N=4Q/(πdρu) (Q-体积流量,d-管内径,ρ-密度,u-流速)
(3)管长L=换热面积A/(Nπd_o) (d_o-管外径)
3. 结构参数推荐值(经验数据)
(1)常用管长:3m/6m/9m三种标准长度
(2)排列方式:正三角形排列传热效率比正方形高15-20%
(3)管板厚度:按GB151公式计算,φ38管建议≥50mm(碳钢材质)
4. 校核计算要点
(1)用HTRI或ASPEN EDR进行详细校核时,需输入自定义管径参数
(2)特别注意大管径带来的:a)壳程流通面积增大导致流速下降 b)管束刚性减弱需增加支撑板
(3)压降修正:相比φ25管,相同流量下φ38管压降降低约60%
5. 替代标准参考
(1)ASME SEC VIII DIV.1附录EE中管壳式换热器设计规则
(2)TEMA R类标准中Class R换热器结构参数
(3)参照SH/T 3119《石油化工管壳式换热器》中非标设计条款
实际应用案例参数(某焦化厂贫油冷却器):
管外径38mm,壁厚3mm,304不锈钢
三角形排列,管间距48mm
壳径1200mm,管数368根
设计压力2.5MPa,试验压力3.125MPa
管程压降<50kPa,壳程压降<35kPa
需特别注意:当采用φ38管时,建议将计算得出的换热面积增加10-15%的裕量,以补偿大管径导致的传热效率降低。最终设计需通过GB150进行强度校核,并取得特种设备设计许可。
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