技能培训：换热器冷热媒流动速率的选择.docx

在选配换热器过程中，对冷热媒流速的选择，将直接影响换热器的设计难度以及换热效果。冷热媒在换热器内进行换热时，通常都希望采用较高的流速，进而可以提高给热系数，从而提高了传热系数 K值。流速提高后，可使壁面结垢的几率减少，降低了热阻，从而有利于换热。因此，当传递的热量一定时，所需的换热面积就可减少，从而节约了换热管材料成本及加工费用。如果冷热媒流速过高，则使得通过换热器的阻力损失增大，造成输送冷热媒的动力消耗增加，从而提高了使用成本。反之如果所选的冷热媒流速过低，尽管使用成本减少了，但换热面积则要增大，反而增大了设备材料成本。因此对于一定条件下的冷热媒的供应流速，设计人员须经过全面的分析计算后才能确定最佳性价比的方案。在实际设计中，做到全面综合的分析比较并不容易， 但通常情况下， 可从以下几个因素来考虑：1、对冷热媒流速的控制要尽量使冷热媒在换热器当中，呈现出稳定的湍流状态，或使冷热媒呈不稳定的过渡流状态。这样可以使热量传递在较大的传热系数下进行，以提高热能使用效率。对于在垂直换热管中冷热媒之间的换热， 通常也设计成流速大于过渡流时的流速。为避免阻力损失太大， 才会考虑选择将冷热媒设计为呈层流或过渡流状态的流速。2、对流速的控制，一般不超过允许的冷热媒阻力损失。如热水-热水换热器的阻力损失应不大于 1kg/cm2。3、对流速的控制，应避免换热流体对换热器内壁及管壁造成持续强度的冲击，比如造成换热管发生持续的震动。否则极易造成换热管发生塑性变形，或焊接处脱焊，降低换热器的使用寿命。4、对流速的控制，应将换热管的长度或管程数量控制在合理空间内。一方面是因为管长是有限制的，一般取 67 米以内，管子太长，不但会因冷凝液的积聚而降低换热效果，且不便于拆换和清除管内外污垢。而管程数的增加，则使设备结构复杂，制造工艺困难，且使得平均温差减小，降低了换热效果。5、另外，在设定冷热媒的流速时，要使换热器有合理的外形结构尺寸，综合考虑外观结构有规则且整体美观，占地小，易于搬运及维护。由上述分析可知，要选取冷热媒恰当的流动速率，除在技术上考虑制造可行性外，在经济上也要分析性价比。一般所选取的速率，往往低于最适宜的速率。在实际设计环节，通常是根据经验数据选取合适的流动速率。