由于波纹管的材料是不锈钢,其良好的塑性及韧性使得波纹管在使用过程中受到温差影响,管内的曲率会产生不同的变化。使得污垢的膨胀系数与不锈钢波纹管的膨胀系数形成差值,形成一个拉力将污垢剥离管道表面,从而让污垢自然脱落,达到自动除垢的效果。

4、应力分布均匀、防腐蚀能力强

自由成型工艺特点是:在成型过程中,管道的成型并不金属在模具中的工艺流动而形成的,而是因为金属的自由流动而形成的,这种也称为软成型或自由成型。得益于波纹管的“自由成型”的加工工艺,波纹管的成型并没有强制变形,因此不会对管道造成应力集中,而相较于普通成型工艺的管道波纹管残余应力相对较小、应力也分布比较均匀,因此波纹管拥有别的管道所不具备的耐腐蚀性和耐性。

5、设备整体重量轻、成本降低

由于波纹管的传热系数高,可使换热面积减少,所以在相同的换热能力下,波纹管的根数可以比光管减少,壳体直径也可以变小,因此重量可以减轻。在相同负荷的情况下,设备重量可减轻10%~30%。

 2  稀氨水冷却器热力计算

2.1  物性参数 

1、确定介质的定性温度

管程稀氨水的定性温度为 ℃ 

壳程水的定性温度为 ℃

两流体温度变化情况:稀氨水(热流体)进口温度74℃,出口温度40℃;水(冷流体)进口温度32℃,出口温度41℃。该换热器用水来对稀氨水进行冷却,都为液态流体,因此确定选用固定管壳式换热器。消耗定额为10m3/h稀氨水。根据各流体的定性参数确定如下数据:

表2.1稀氨水的有关物性数据

粘度 密度 导热系数 比热容 

5.15×10-4 954 0.5447 4.30

表2.2水的有关物性数据

粘度 密度 导热系数 比热容 

7.11×10-5 993.7 0.6627 4.178

2.2  热量衡算 

1、由热量衡算式: 

其中Q为热负荷,W/(m3﹒°C);qm1、qm2为热、冷流体的质量流量,kg/s;cp1、Cp2为热、冷流体的平均定压比热容,J/(kg﹒℃);T1、T2分别为稀氨水进口、出口温度;t1、t2为水的进口、出口温度。

 热负荷(考虑热损失)  

2.3  流动空间及速度的测定 

1、在换热器中,哪一种流体流经管程,哪一种流体流过壳程,可以考虑以下几点作为选择的一般原则:

(1)为了减少流体的热量损耗,应将温度较高的流体设计走管程。

(2)由于壳体的耐压性不是很理想,且出于经济性的考虑,适合将受压较大的流体置于管内。由于管道的管内截面积相较于管面略小,因此若需要提高液体流速就应该增加管道,提高对流传导系数。

(3)由于管道的管内截面积相较于管面略小,因此若需要提高液体流速就应该增加管道,提高对流传导系数。

(4)若液体具有腐蚀性,应将其安排在管程,当设计管道时可以选用抗腐蚀的材质,而不是使用材料较多的壳程,但是封头也需要用耐腐蚀材料。这样可以提升经济性。

(5)若液体中含有易结垢的物质,应将此种液体放在管程部分,这样当把管道拆卸下来时,方便操作人员清洗。

(6)为了便于将冷却的液体排出设备外,应将蒸汽设计在入壳程内。

(7)粘度大的流体适合在壳程流动。

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