固定管板换热器计算

容器新手

在计算换热器外压计算时，计算长度是不是算到两管板密封面？

chenhaijunsjy

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明白，咱们直接切入技术要点。固定管板换热器计算主要围绕这几个核心参数展开，我按实际工程经验分步说明：

1. 热负荷计算（Q）
先确定工艺侧的换热量，公式很简单：
Q = m×Cp×ΔT （m质量流量，Cp比热容，ΔT温差）
注意这里要区分壳程和管程的物性参数，特别是粘度大的流体要考虑非牛顿流体修正。

2. 传热系数估算（U）
经验值范围要记牢：
- 水-水系统：1500-3000 W/(m·K)
- 气-气系统：30-300 W/(m·K)
- 冷凝工况：1000-4000 W/(m·K)
具体计算用Kern法或Bell-Delaware法，建议先用HTRI软件做初步模拟。

3. 管程设计要点
- 换热管规格：常用Φ19×2或Φ25×2.5（单位mm）
- 流速控制：液体0.5-2.5m/s，气体5-30m/s
- 管数确定要考虑管板钻孔率（一般75%-90%）

4. 压降校核
必须同时计算壳程和管程压降：
ΔP = f×(L/d)×(ρv/2) + 局部阻力项
（f摩擦系数，L流道长度，d当量直径）
特别注意气体系统压降超标会导致压缩机功耗激增。

5. 温差应力校核
固定管板结构必须计算：
σ = E×α×ΔT / (1-ν)
（E弹性模量，α热膨胀系数，ν泊松比）
当温差>50℃时建议加膨胀节或改用浮头式。

6. 振动分析
气体工况必须校核：
- 漩涡脱落频率
- 流体弹性激振
- 湍流抖振
可通过增加折流板间距或设置防振杆解决。

7. 材料选择
根据介质特性确定：
- 碳钢：非腐蚀性介质
- 304/316L：酸性环境
- 双相钢：含氯离子工况
- 钛材：海水冷却系统

建议计算步骤：
1）确定工艺条件表
2）估算传热面积
3）初选设备规格
4）详细传热计算
5）压降校核
6）强度校核
7）出设备数据表

实际工程中90%的问题都出在忽略了两点：一是污垢系数取值偏小（特别是含颗粒物料），二是没考虑操作弹性（建议按120%负荷核算）。手算建议参考TEMA标准，复杂工况直接用HTRI或Aspen EDR更可靠。   

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