HTRI 学习笔记学习资料

《HTRI 学习笔记学习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HTRI 学习笔记学习资料（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、H TRI 学 习 笔记换热器通用的两个模拟软件功能和模块1、计算模式Design设计：在软件中输入换热器的工艺参数，然后由软件来计算需要的热负荷，然后计算其他 缺少的几何结构、热传递系数和压力降，在EDR和HTRI中，Disign的计算结果比较粗糙，结果不可 取。Rating校核：校核模块是人为的在软件中输入工艺条件和换热器的几何尺寸，由软件对该换热器 进行热传递系数和压力降，并把计算结果与需要的热负荷进行对比，给出热负荷是不足还是超过。Simulation模拟：该模式的使用条件是给定换热器冷热物流的进口流量、温度以及换热器的几何尺 寸条件，通过软件计算对换热器的冷热物流出口温度进行预测，该

2、模块只适用于装置初始开车，换热 器管壳侧污垢不严重的情况下。2、条件输入 入口温度、出口温度:1ST默认0.0为未输入，如果想设为0C。，输入0.001。 入口压力，必须大于 0。 输入最大允许压力降，设计模式下会用到此数值，用来计算管口尺寸。按热喬圧力降善奄値表 Cooling water fouling： (1)Use water type model：只用于管侧水为冷流体。(2)Use generalized water model :如果你选择了此项，IST利用输入的酸度、总碱度、钙硬度和总不溶固体量来估算热阻 值。四个参数的限制范围如下表：ParameterRangeUnitAcid

3、ity5-10pHTotal alkalinity0.1 - 1000ppm of CaCC)3Calcium hardness0.1 - 900ppm of CaCC)3Total dissolved solids0.1 -6000PpmFouling layer surface temperature37 - 150(100 -300)C (T)Bulk fluid temperature10-93 (50 - 200)C (F)Fluid velocity0.152-7 3 (0.5-24)m/sec (ft/sec)-Name :输入case的一些描述性的东西；-Methods :包括

4、三个方面的内容：(1) Single Phase Friction Factor(摩擦因数)，它包括壳侧和管侧，有两种选择，分别是Commercial和 Smooth，对碳钢换热管，一般选择Commercial ；对于铜管或者不锈钢管，当管内走不易结垢的流体 时，选择Smooth较好。(2) Condensation(冷凝)：选择物料是否冷凝，如果冷凝，采用哪种计算方法。（3）Boiling（沸腾）：选择物料是否沸腾，如果沸腾，采用哪种计算方法 -Safety（安全性）：可以设置冷热流体和传热系数的安全系数。 -User-Defined Method :用户定义计算沸腾流体的方法-Vibrat

5、ion（振动）：对换热管的振动进行设置。管壳结构、管程参数的选择与匹配1、封头选型管壳式换热器（Shell and Tube Exchanger）:主要应用的有浮头式和固定管板式两种AND KTLIKE占潜总于戈琵悲臨1bWd:赳 I. wiiTiH主工It前封头1、前封头的类型对压降和热传递没有影响，通常选择选择B”型作 为前封头；对于水冷却器，当管侧需要定期清洗，且管侧设计压力小于 10bar （g）时，前封头可选择“A”型；对高压换热器前封头宜选择D 型；B比A经济。2、选型指导：壳侧和管侧有污垢：AS ；管侧无污垢：BU ；壳侧无 污垢：NN ；壳侧和管侧无污垢：BM服务于高压：DEU

6、 ；从价格上来 说：BU DEU NN BM U9-irT LIKEHE* 口浮头式产生影响）选择“M”型作为后封头；这种换热器类 清洗及检查但可用化学清洗的情况； 应用在无需对壳侧进行机械清洗或检 的场合；M或N比L经济。机械清洗，不能应用在管侧污垢较大的Tube ；1、工艺条件允许时，优先选用固定管板式，但下述两种情况使 用浮头式：WlfML?E?tCE a）壳体和管子的温度差超过30度，或者冷流体进口和热流体进 口温度差超过110度；b）容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质。2、对于浮头式，应选择“S ”型作为后封头。浮头式换热器的壳径应大于DN300。管侧和壳侧都可进行机械清洗，但

7、需要较多工时卸除管束；3、可抽换式浮头（后端浮头型T）：管束与壳之间的空间相对较大，因此所给定的壳尺寸中含有 的管数比其他构造的型式要少，管侧和壳侧皆可机械清洗。2、壳体选型（对压降和热传递产生重要影响） E型及F型可选折流板形式最多，流道最长，最适用于单相流 体；当换热器内发生温度交叉，需要两台或两台以上的多管程换热器 串联才能满足要求时，为减少串联换热器的台数，可选择“F”型； G型及H型多适用有相变流体，多用于卧式热虹吸再沸器或 冷凝器；并建议设置纵向隔板，有利于防止轻组分飞溅、排除不凝 气、流体均布、加强混合； G型（分流）壳体较F型壳体更受欢迎，因为G型温度校正 因子与F型相当，但壳

8、程压降比F型小很多；若压降还不能满足，可考 虑H型； X型壳体压降最小，适用于气体加热、冷却和真空冷凝。 TEMA中E壳程经验定位为垂直（垂直主要有几种情况： 简化的换热器模型垂直管侧热虹吸防止相分离的进料/出料换热器 当要求过冷时管侧冷凝），其余的常定位为水平； 当温度差校正系数小于0.8时，应采用多壳程。但由于壳程隔 板在制造、安装和检修方面都很困难，故一般不采用，常用的方法是 将几个换热器串连使用，以代替多壳程。3、换热管选型（参考标准、材料选择，规格型号） 换热管直径与管间距的选择般管外径为25.4mm或19mm,壁厚2.77mm或2.1mm ；19mm的管子应用于以下情况：（a）管侧

9、流体的污垢系数W0.00034m2K / W； （b）水做冷却介质走管 内；（c）污垢没有严格要求；25mm的管适用于以下情况：（a）管侧流体的污垢系数三0.00034m2K / W ； （b） 出于工艺设计考虑,如换热器的允许压降较小时。 管长管长L和壳内径ID的比例应适当，一般L/ID = 46,般首选长6m或3m。 管子材料 从管子材料下拉列表中选择,或者输入管材的密度、导电性和弹性模数、最大无支持跨度。这些数据在计算热阻、振动和重量估算时要用到。当管内外流体均为腐蚀性流体时,采用双金属管。S 1 - 1筲壁金舄谢阻推荐倩材质容称ria /IL喘）如 9 mm X 2rnm25min k

10、 2. 5mm耀tKn. tXXKMS0. 00006z001X)52o.ocmM19(1.0. 00015Tube thermal conductivity:指定管材料的热传导性。当你的管材不在1ST提供的材料库中时，就 需要输入此值。Taper angle-锥形度：只应用在管侧逆流冷凝模拟中，设置管子底部的锥度。这一角度水平测量， 其值范围 0 75。Tubepass Arrangement panel :换热器管束中管程的设置和通路的宽度设置。在此面板中，出现对 称排列开关。Number of parallel passlanes：设定平行于交叉流的管通路的数量。对无折流板换热器，这里设

11、置： 水平壳程：垂直管通路的数量；垂直壳程：平行于壳侧管入口中心线的管通路的数量。4、管子布置及分层设置 Tube若无给定数值，则排列方式选30度。 排列角度： 30、45、60和90度。其中30度最常用，固定管板式换热器大都是30度布置（除 再沸器外）；浮头式换热器多采用30度和60度排列方式；正方形（90度）和旋转正方形（45度）布 置形式用于壳侧为黏性流体的情况，适用于当进行机械清洗时需移动管束的情况。 45 度多用于壳程单 相层流、易结垢、冷凝工况；90度可使壳程气相更好逸出。 30/60排管：在相同壳体内比其他排管方 式可多排15%管子，但壳程无法机械清洗。相同管心距和流量下，壳程传

12、热膜系数（hO）和压降降低 的顺序为：30。45。60。90。要注意换热管的排列角度是由流过管子的流体决定的，而不是完全由 管束的定位方向决定。三角形布置有利于壳程物流的湍流；正方形和旋转正方形布置有利于清洗。 设计时无需输入壳程内径，核算和模拟时壳程内径是唯一需要输入的壳侧参数，可根据设计结 果输入。 管程允许的值有1、2、3、4、6、8、10、12、14、16，最常用的是1，2和4。管程数Np可按下式计算p uu-管程内流体的适宜速度（m/s） ； u -管程内流体的实际速度（m/s）。然后再根据管侧的流速及压降进行调整。 对管侧冷凝或单相流，IST假定第一管程在壳程的最上方；对于管侧沸腾

13、，IST假定第一管程在壳程的最底端。这一点在管程布置窗口容易被忽略。最大管程数壳内径最大管程数 250425051065107608760102010127012Rigorous Tubecount:指定严格管数计算方法，如果你勾选了此项，IST就会应用此方法计算， 在“Design”时一定要勾选此项IRigorous method”给出管束中每一根管的位置；评估管束中处于交叉位置的管子的数量，如果你 选择了此方法，那么管子排列图片就不再可用。5、折流板设置（折流板类型、间距、放置以及切口）除了 K型壳程和X型壳程外，其余所有的壳程类型都可以使用折流板。 折流板类型Single-segment

14、al:最常用的折流板类型，能最有效的把压降转移到热交换中。 Double-segmental： 当你利用单折流板无法满足压降限制时，就可以使用双折流板方式。Segmental/NTIW： 弓形缺口区（折流板窗口区）不布管，可保证所有管子都得到全部折流板的支 承，一般用在当管振动破坏需要考虑时。具备特点：a压降只有单弓形折流板的1/3左右；b壳程流 动均匀且类似理想管束、传热系数高、不易结垢；c 窗口区压降很小、旁路及泄流量小；d弓形缺口 区不排的管子大约15%25%，可采用较小弓形缺口、提高壳程流速或适当调大壳径以便维持相同数量 管子。&9Parallel artPerpeiwlKtilarajit(0 degrees)degrees)半行IMI爭GJ閒 切割方位指切割线与流体流向平行或垂直。对大多数模拟，1ST会确定折流 板切割方向，使得热传递和压降达到最优化。当壳侧是沸腾流体时，考虑水平切割；在重力控制流体的流动时， 垂直切割会引起相分离。如果水平切割，折流板间隔的入口和出口就产 生旁路，这样就降低了设备的性能。水平切割：（1）少于4管程的U型管换热器；（2）壳侧是单相流 体，且污垢系数不大于0.00061m2hC/kcal ；竖直切口： （1）两相流流体或“F”型换热器；（2）除