丁滿福

(山西豐喜化工設備有限公司,山西 永濟 044500)

多管程管殼式換熱器隔板槽面積計算

丁滿福

(山西豐喜化工設備有限公司,山西 永濟 044500)

針對換熱器設計中轉角正三角形排列及轉角正方形排列的多管程管殼式換熱器管板的隔板槽面積難以精確計算的問題,給出了一種隔板槽面積的計算方法。該方法可以方便地獲得多管程管殼式換熱器管板的隔板槽面積,從而提高了管板厚度計算的精確性。

多管程管殼式換熱器;隔板槽;面積計算

引言

石油化工及化肥工業(yè)中,換熱器作為流程中的重要設備,得到了十分廣泛的應用。多管程管殼式換熱器的管板作為主要受壓元件之一,其設計計算的精確性對確保換熱器的安全運行、節(jié)約金屬材料及降低制造成本至關重要。由于管板結構復雜,影響其強度的因素很多。其中,管板布管區(qū)就是影響因素之一,而隔板槽面積則是管板布管區(qū)面積中不可缺少的一部分。因此,精確地計算出隔板槽面積,對于多管程換熱器的管板計算非常重要。

1 雙管程換熱器管板的隔板槽面積計算

1.1 雙管程正三角形排列

雙管程正三角形排列見圖1中陰影部分,面積計算公式見式(1):

1.2 雙管程正方形排列

雙管程正方形排列見圖2陰影部分,面積計算公式見式(2):

1.3 雙管程轉角三角形排列

雙管程轉角三角形排列見第61頁圖3。對于管孔為三角形排列的布管,每根管子對管板的支撐面積是以管間距S為內(nèi)切圓直徑的等邊六角形的面積,即0.866S2。

根據(jù)圖3,隔板槽面積計算公式為式(3):

1.4 雙管程轉角正方形排列

對于管孔為正方形排列的布管,每根管子對管板的支撐面積是以管孔圓心為中心,S為邊長的正方形面積,即S2。

雙管程轉角正方形排列見圖4。根據(jù)圖4,隔板槽面積計算公式為式(4)或式(5):

2 四管程換熱器管板的隔板槽面積計算

2.1 四管程正三角形排列

四管程正三角形排列見圖5,計算公式見式(6):

2.2 四管程轉角三角形排列

四管程轉角三角形排列見圖6,計算公式見式(7):

2.3 四管程正方形排列

四管程正方形排列見圖7,計算公式見式(8):

2.4 四管程轉角正方形排列

四管程轉角正方形排列見圖8,計算公式見式(9):

3 多管程管殼式換熱器管板的隔板槽面積計算

雙管程管殼式換熱器管板的隔板槽面積的計算公式在GB151-1999中第1節(jié)～第3節(jié)已詳細給出[1]。在計算多管程管殼式換熱器管板的隔板槽面積時,無論何種形式的排管方式,都可以按照公式(1)～(9)管殼式換熱器管板隔板槽面積的計算方法先分別進行計算,再相加,然后扣除重復計算的部分即可。

多管程管殼式換熱器管板隔板槽面積Ad的精確計算非常重要,在管板計算時隔板槽面積影響許多參數(shù)的計算。對固定管板式換熱器,隔板槽面積Ad對管板周邊無布管區(qū)無量綱寬度k影響最大。GB151-1999中要求管板周邊無布管區(qū)k≤1.0。當k>1.0時,無法按照GB151-1999計算。當k接近1時,精確計算隔板槽面積Ad更有利于設計出合理安全的換熱器管板計算厚度,從而節(jié)約材料,降低成本,提高工作效率。

4 結語

本文給出了雙管程、四管程、多管程不同排列方式的換熱器管板的隔板槽面積的計算公式,從而為設計者提供更快、更簡便的設計途徑。

符號說明:

S——換熱管中心距,mm;

Sn——隔板槽兩側相鄰兩管中心距,mm;

n′——沿隔板槽一側的排管根數(shù),根;

n″——沿另一隔板槽一側的排管根數(shù),根;

Ad——在布管區(qū)范圍內(nèi),因設置隔板槽和拉桿結構的需要而未能被換熱管支承的面積,mm。

[1]朱巨賢,張延豐,馬小珍,等.GB151-1999《管殼式換熱器》[S].北京:中國標準出版社出版.

Abstract:Aiming at the difficulty in accurate area calculation of partition gutter for arrangement equilateral triangle angle and square angle multiple tube shell and tubular heat exchanger,a method on area calculation of partition gutterwas proposed,which is beneficial to convenient acquisition area calculation of partition gutter and i mprove the accuracy calculation of tube plate thickness.

Key words:multiple tube shell and tubular heat exchange;partition gutter;arca calculation

Area calculation of partition gutter on multiple tube shell and tubular heat exchanger

D INGMan-fu
(Shanxi FengxiChem ical Equipment Co.,L td.,Yongji Shanxi044500,Chi na)

TQ051.5

A

1004-7050(2010)06-0060-02

2010-09-13

丁滿福,男,1963年出生,1988年畢業(yè)于太原工業(yè)大學,工程師,現(xiàn)主要從事壓力容器設計及技術開發(fā)工作。