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如何將流動著不同熱性能特征、不同介質(zhì)的各股管程物流集于一個殼體之中，是多股流纏繞管式換熱器設(shè)計的關(guān)鍵。
我國目前還沒有兩個換熱管釬焊在一起再進(jìn)行纏繞的先例，管程換熱管之間的熱傳遞不予考慮。只考慮每一管程流體獨(dú)立地和殼程流體進(jìn)行熱交換。各管程在同一殼體內(nèi)的協(xié)調(diào)性表現(xiàn)為每一管程都能充分和殼程流體進(jìn)行熱交換，完成其應(yīng)該占有的熱負(fù)荷份額。
各管程在同一殼體內(nèi)的協(xié)調(diào)性主要取決于殼程的流體分布和殼程的結(jié)構(gòu)分布。纏繞管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有利于其殼程流體的摻混，保持旺盛的湍流；另外，纏繞管式換熱器大部分情況是立式安裝的，有利于同一橫截面上流體均勻地分布。對于兩相流的介質(zhì)也應(yīng)關(guān)注流體的分配，在煉油和天然氣領(lǐng)域往往采用高效分配器。而殼程的結(jié)構(gòu)分布主要是由繞管特性決定。目前的設(shè)計中采用了同一繞管特性，即采用了一種板式換熱管的規(guī)格(外徑和壁厚)；纏繞管式換熱器的層間距、管間距保持不變。
單股流纏繞管式換熱器只有一種長度的換熱管，多股流纏繞管式換熱器則不盡相同。不同股流體之間的換熱管的長度可以不同，也可以相同，但位于同一繞管層上的換熱管的長度必須相同。不同股物料的換熱管的長度可以設(shè)計得不一樣，如果兩者長度近似相同，則可以設(shè)計成一致，從而置于同層。
管程之間最終的組合是保證各管程在同一殼體內(nèi)協(xié)調(diào)性最關(guān)鍵的一步。如果幾股物流的流量相差較大，而且傳熱能力較差的物流的流量較大(比如原料氣冷卻器中的尾氣)，在許可阻力降的控制下，勢必會造成換熱管數(shù)量增加，長度變短。這些長度變短的獨(dú)立管層要和其他長度較長的管層協(xié)調(diào)在一個殼體內(nèi)，保持一個芯體高度，會造成螺旋傾角增大。螺旋傾角增大，換熱管趨向于直管，削弱了螺旋纏繞的傳熱優(yōu)點(diǎn)。為了解決這個問題，只有兩個措施：增加層數(shù)和延長該管程換熱管的長度，使其接近其他管程較長的換熱管。而增加層數(shù)后又加大了殼程的流通面積，降低了殼程的流速，削弱了殼程的換熱能力。延長了該程的換熱管長度，需要在換熱管數(shù)量和長度之間尋求一個較好的匹配，從而保證該管程的阻力降控制在許可范圍內(nèi)。另外，因?yàn)榻M合的要求，人為地增加了該管程的換熱面積，將會帶來該管程換熱能力的冗余。所以，為了實(shí)現(xiàn)纏繞管式換熱器各管程在同一殼體內(nèi)的協(xié)調(diào)性，需要對繞管特性參數(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化，尋求工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的和諧統(tǒng)一。
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