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新型外导流折流杆换热器的结构设计经实验和分析
2014年09月01日 10:20 中国换热器网
通过对管子断裂分布判断分析,可确定该闭冷器管子断裂的根源在于振动,知闭冷器壳程高速流体垂直于管束的横向流是流体诱发振动的主要根源;另外,折流板支承距离过大,使管子的固有频率降低,造成振幅大也是断裂管的重要因素;流体负荷的不稳定性也加速了管子的疲劳断裂。经与华中科技大学共同合作,决定采用折流杆技术对该闭冷器进行改造,达到用1台取代2台运行,从而简化系统、节约能源的效果。与折流板管壳式换热器相比,它有如下优点:(1)壳程流体(除进、出口)流态为纵向绕流,对管子没有横向冲刷,从根本上消除了横向振源。同时,也消除了壳程流体流动死区,减薄层流边界层,增加了有效换热面积,传热得到强化,从而使传热效率提高。与折流板相比,管子振幅降低70以上,壳程阻力损失降低50以上,壳程总压降降低50以上,泵能耗大幅降低。(2)折流圈的距离可以布置较小,壳程结构用折流杆支承管子,增加了管子的支承点和牢固性,消除了折流板管孔对管子的切割现象。(3)减少了污垢沉积和腐蚀。新型外导流折流杆换热器的结构设计经实验和分析研究计算,决定选用外导流筒结构折流杆技术进行改造,在壳程流体进、出口处设置外导流筒,导流筒所包围的壳体范围内开有大量小孔供流体进出,壳程流体在导流筒内环绕筒体圆周经过小孔分散低速进、出管束,避免了壳程流体在进、出管束时局部高速喷射直接冲击管子的情况。上述结构设计不但从根本上消除了振动源,而且提高了总传热系数。
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