登陆注册
8916500000028

第28章 水冷却器结构设计计算(4)

一个折流板内的管束与壳体间的旁路面积Sb为:

Sb=Lbc(Ds-Dotl+Lpl)(12‐33)

式中 Lpl——因管程分程隔板宽,对于单管程的标准设计,即Lpl=0;对于多管程的计算,Lpl为Lp的一半,为估计起见,可假定Lp=d(d——管子外径)。

为计算壳程传热旁路校正因子Jb和旁路阻力校正因子Rb,旁路面积分离,即Sb对总横流面积Sm之比表示为Ssbp,由下式计算:

Fsbp=Sb/Sm(12‐34)

7.每一块折流板壳体与折流板间的(E流路)泄漏面积Ssb计算

这是用以计算泄漏效应参数传热因子J1和阻力因子R1的参数,在壳体内直径Ds与折流板直径Db间的直径间隙Lsb为:

Lsb=3.1+0.004Ds(12‐35)

8.每一块折流板上的管子与折流板管孔间的A流路泄漏面积Sλb计算

这也是计算传热泄漏校正因子J1和泄漏阻力校正因子R1所必须知道的,该总的泄漏面积为:

Stb=π/4(d+Ltb)2-d2Nt(1-Fw)(12‐37)

式中 Ltb——管外径与折流板孔间的直径间隙,TEMA标准规定推荐为管径和折流板跨距的函数,其值为0.8或0.4。

9.壳程横流速度Us计算

Us=Ms/ρsSm(12‐38)

式中 ρs——壳程流体质量密度。

方程12‐37是贝尔法计算壳程的横流速度,由于TEMA标准中给出的流动诱发振动系基于Tinker的横流速度,故称Tinker的横流速度计算法。

壳程传热与压降修正因子:

传热校正因子:在贝尔一台华法中,每一个流路的流率由其相应的流路流动截面和流阻来计算。可对理想的壳程横流管束传热膜系数通过共流路的校正因子来加以修正,故壳程传热膜系数hs为:

hs=hiJεJlJbJsJr(12‐39)

式中 hi——理想管束纯横流下壳程传热膜系数;

Jε——折流板切口和跨距校正因子,用以表达因壳程折流板缺口效应时理想横流传热膜系数hi的修正;

Jl——壳流泄漏效应校正因子,包括壳体对折流板(E流路)和管子对折流板的泄漏(A流路);

Jb——管束C流路和F流路旁路校正因子;

Js——管束进口区和出口区跨距与中间不同的校正因子;

Jr——层流时负传热温差校正因子。

10.弓形折流板缺口校正因子Jc计算

对于折流板切口范围在15%~45%时,Jc为:

Jc=0.55+0.72F(12‐40)

对于弓形缺口区不布管(NTIW)的设计,Jc=1.0,对于小的折流半缺口,Jc=1.25,而对于非常大的折流板缺口,Jc≈0.52。对于液体的壳程换热器良好的实际可达到Jc=1.0。

11.折流板泄漏效应传热校正因子J1和压降校正因子R1计算

12.管束旁路传热校正因子Jb和压力旁路校正因子Rb确定

13.层流下逆向传热温差校正因子Jr确定

14.非等跨传热校正因子确定

15.进出口区段与中间段不等跨压降校正因子Rs计算

层流时Res<100,n=1;湍流时n=2。

(1)Lbc=Lbo=Lbi时,Rs=2;

(2)对于合理的极限情况下Lbi=Lbc=2Lbc,Rs=1.0(层流);Rs=0.573(湍流);

(3)对于典型的U管Lbc=Lbc以及,Lbo=2Lbc,层流时Rs=1.5;湍流时,Rs=3.0。

16.壳程传热膜系数和压降确定

(1)计算壳程质量流速Gs、雷诺数Res和普兰特数Prs:

Gs=Ms/Smkg/m2s或lbm/h·in2(12‐53)式中 μs、Cps、Rs和Ms——分别为壳程流体动力粘度、定压比热容、导热系数和质量流率。

(2)计算壳程理想传热膜系数hs:

hs=JiCpsGs(s)n/pr2/3/s(12‐54)

式中 Ji和()n可由下面给出:

Ji是壳程理想Coulbum传热因子(也称J因子)可由贝尔一台华管束布置和节距典型曲线近似求得。例如,管径d=19.05mm。节距为25.4mm以及排列布置角θtp=30°时,贝尔(40)Ji拟合曲线为:

Ji=1.73Re-0.694

s1≤Res<100

Ji=0.717Re-0.574

s100≤Res<1000

Ji=0.236Re-0.346

s1000≤Res

如壳程流体被加热,则s>1,壳程流体被冷却时,s<1。为了确定μw,必须先确定壁温TW,可由下列管内传热膜系数ht和壳程传热膜系数hs近似值来估计:

TW=Tt,av+Ts,av-Tt,av/1+hths(12‐56)

式中 Ts,av和Tt,av——分别为壳体金属温度和管子金属温度和平均值,两者均是分别为壳程和管程进口、出口流体算术平均温度;TEMA标准中给出了计算平均金属温度的精确计算值。

对于气体被加热,壁温TW常常是高过Ts,av值,故校正因子<1.0于是壳程传热膜系数即可计算出:

hs=hiJcJiJlJsJbJr(12‐58)

17.壳程压降总和Δpc计算

(1)中间横流段压降受到壳程式旁流和泄漏流的影响,中间各段内部横流压降总和为:

Δpc=(Nb-1)(ΔpbiRbRl)(12‐59)

(2)进、出口区压降受到旁流影响,其跨距与中间区段不同,其压降为:

Δpe=2(Δpb,i)(1+Ntcw/Ntcc)RbRs(12‐60)

(3)弓形缺口区压降受泄漏流影响,各缺口区总压降为:

ΔpwNbR1(12‐61)

Res≥100时,Δpw=(2+0.6Ntcw)G2/w/2gcρs(12‐62)

12.5国内常用YSS型双管板水冷却器

1.YSS型水冷却器技术性能

YSS型双管板水冷却器(以下简称冷却器)。它具有体积小、冷却效率高、安装维护方便、自控程度高、使用安全可靠等优点,可单台或分组安装使用。

其主要结构特点是:开单环槽的拉脱力是未开槽的1.6倍以上,开双环槽的拉脱力是未开槽的3倍以上,从根本上杜绝了管板涨口部位的渗漏可能,日本多田公司即为此结构。

材料为铜管选用大流量低扬程低转速油泵,具有寿命长,温升低、噪音小、维修工作量小、安全、可靠等。

(1)正常工作条件:

冷却水入口最高温度不大于30℃,水内不得有强腐蚀性介质,泥砂及其他污物,流量稳定。

不推荐采用高于额定的水流量,致使水压过高,缩小了油水压差值,影响运转的可靠性。冷却器组的运行方式按单台排列顺序安排,除紧急情况外,不应动用备用冷却器,以保证供电的可靠性。在变压器轻负荷或无负荷时,最好维持冷却器正常运行,但可以少给水或停止给水,以保证变压器内部油的循环而减少温差。

(2)冷却器组的标准系列

(3)长冷却器容量及冷却器组的选定

水冷却器的容量选定与风冷却器一样,也是根据变压器总损耗和工作环境因素来选定,水冷却器组单台数应按下式计算:

台数=1.15×变压器65℃时总损耗(kW)/冷却器单台额定容量(kW)+1(备用)

2.YSS型水冷却器结构

YSS水冷却器结构是管子上、下管板都是采用双层管板胀管,还在胀管结合的管板孔内开了宽1.2~1.5mm、深0.3mm的沟槽,使黄铜管通过胀管后嵌入沟槽内,可保证胀管结处不渗不漏,由于在油室管板处和水室管板处分别都进行了胀管,即使万一有些渗漏情况,各液体会由空隙处渗出,只要黄铜管不发生开裂,绝对不会产生油水混合现象。

由一个油室和二个水室构成。铜管内通过,管外的空间由隔板分成若干曲折通道,油泵运转时,迫使热油在冷却器管间的通道中回流,以有效地散出热量,最后经出油管回到变压器中。水室分上水室和下水室,下水室分成二腔,将冷却水管分二路,冷却水先经一路由下水室至上水室,再折回一路,形成U字形管路到下水室的另一腔,然后排出冷却器。

油与水流动方向为混逆流式,其冷却效果较强。管组的两端各装在上、下两管板等。

使黄铜管在钢板结合处不致受有过大的机械应力而引起渗漏。另外在水室和油室之间均有30mm双层管板的空隙,此空隙一方面可以防止水渗入油中,另一方面可以观察有无渗油和渗水的现象。

同类推荐
  • 食品分析

    食品分析

    本书重点介绍了食品工程的基本书由上、下两篇组成,上篇为理论部分,共16章,分别介绍分析化学基础知识、采样和样品制备、pH与可滴定酸度、水分测定、灰分分析、矿物质的测定、碳水化合物的测定、膳食纤维的测定、脂类的测定、蛋白质与氨基酸的测定、维生素的测定、食品添加剂的测定、农兽药残留分析、热分析和流变学分析及现代仪器在食品分析中的应用;下篇为实验部分,共15个实验,主要介绍了对应上篇所述成分的测定。本书可作为食品科学与工程、食品质量与安全、乳品工程等相关食品专业本科生的教材或参考书,也可作为各类食品从业人员的参考用书。
  • 美国海军飞行员的成长历程

    美国海军飞行员的成长历程

    本书介绍了从一名普通的美国公民如何成长为海军飞行员的过程,包括对身体素质的要求、飞行前的航空教育、初级训练、在T-45教练机上的训练、直升机飞行员的训练、驾驶多发飞机飞行员的训练以及获得飞行证章等。同时介绍了各种培训课程和培训l器材,包括救生设备、各型教练机和模拟器,对不同阶段的培训内容和培训要求也有描述。
  • 人类最伟大与最糟糕的发明

    人类最伟大与最糟糕的发明

    科学技术的飞速发展为人类创造了无穷的物质财富,使人类享有人无法企及的巨大能量。这些卓越的成果改变了人类生产和生活的方式及质量,同时也深刻地更新了人类的思维观念和对世界的认知,改变并继续改变着世界的面貌。科学技术的发展极大地影响着社会的发展,人类发展的足迹在几个世纪的漫长历程中,有很多值得回忆的东西,比如文字的发明创造,以及天文、历法、数学等方面所取得的辉煌成就,不能不说这是人类文明史上最伟大的贡献,它使人类的生活发生了翻天覆地的变化。
  • 生活与生态(和谐中华知识文库)

    生活与生态(和谐中华知识文库)

    生态文明是人类文明发展的一个新的阶段。即工业文明之后的世界伦理社会化的文明形态:生态文明是人类遵循人、自然、社会和谐发展这一客观规律而取得的物质与精神成果的总和:生态文明是以人与自然、人与人、人与社会和谐共生、良性循环、全面发展、持续繁荣为基本宗旨的文化伦理形态。
  • 食品工厂设计

    食品工厂设计

    食品工厂设计是一项复杂的工作,要想完成设计任务必须做好多专业人员的合作。因此,对于食品科学与工程专业设计人员来说,为了保证设计工作的规范性和建成投产后的食品的卫生安全,除了掌握食品工厂工艺设计的原则和基本方法步骤外,还必须了解其他相关专业设计方面的知识并做好与其他专业设计人员的沟通交流和配合工作。因此,本书以“食品工厂工艺设计”为中心,内容包括基本建设的概念、基本建设程序的相关知识,食品工厂建设前期的项目决策及可行性研究的重要意义和方法,食品工厂公用工程设计的原则和方法,食品工厂设计对厂址选择、总平面设计和卫生等方面的相关规范要求以及食品工厂建成后的经济技术分析等。
热门推荐
  • 火澜

    火澜

    当一个现代杀手之王穿越到这个世界。是隐匿,还是崛起。一场血雨腥风的传奇被她改写。一条无上的强者之路被她踏破。修斗气,炼元丹,收兽宠,化神器,大闹皇宫,炸毁学院,打死院长,秒杀狗男女,震惊大陆。无止尽的契约能力,上古神兽,千年魔兽,纷纷前来抱大腿,惊傻世人。她说:在我眼里没有好坏之分,只有强弱之分,只要你能打败我,这世间所有都是你的,打不败我,就从这世间永远消失。她狂,她傲,她的目标只有一个,就是凌驾这世间一切之上。三国皇帝,魔界妖王,冥界之主,仙界至尊。到底谁才是陪着她走到最后的那个?他说:上天入地,我会陪着你,你活着,有我,你死,也一定有我。本文一对一,男强女强,强强联手,不喜勿入。
  • 邪神洙天

    邪神洙天

    他放荡,但他绝不会带人开房,他杀人,但他绝不会杀好人,他重情,但他绝不会被背叛,他就是邪毅,一代杀王,穿越异世,重新开启自己的称霸道路!
  • 散落樱花间的承诺

    散落樱花间的承诺

    八年前,他在樱花树下许下承诺,愿守护她一辈子,不管喜怒哀乐都希望陪在她身边。可是却因一场车祸,把她和他分离。再次相遇,却已经物是人非。她也不是以前的她了,而他却坚守着他的承诺。他会找回她的记忆吗?她是否又还爱着他呢?
  • 365天的赛跑

    365天的赛跑

    0.98∧365=0.00060.99∧365=0.02551.00∧365=1.00001.01∧365=37.7831.02∧365=1377.4在这365天中我们又属于哪一道公式呢?每天比别人多努力一点,一年下来你已无人能及;每天比别人落后一点,一年下来你已迷失人生的方向!
  • 悟空荒古传

    悟空荒古传

    且看西游那只猴子血战荒古.....你的喜欢是一个作者的动力,一书一世界
  • 战志凌云

    战志凌云

    我辈修士当修战气,炼战体,凝战魂,天道无情,人间有情,欲掌命运,唯有,战!战苍穹,入九幽,我命由我不由天!踏歌行,笑看宇内,谁主沉浮!
  • 十二生肖之王者归来

    十二生肖之王者归来

    既然唯有强者才有资格守护自己想守护的一切!那我萧逸便成为强者!即使成魔!即使遭人唾骂!所有的痛苦,罪恶!都由我来承受!只希望一切可以重头开始!
  • 特工皇妃—皇上你哪位

    特工皇妃—皇上你哪位

    她白箬只是小小的县令之女,为了保护幼妹、为了替父亲昭雪,她一步步走进皇权争夺的漩涡。因为一张脸,从此化身特工,潜他身旁。他是世人眼中杀伐果敢、嗜血冷心的三皇子。追逐帝位只为能迎娶心爱的女子。只是他的情深,从来不是对她。“白箬,不要妄想你不该得的。你当真以为本王不会杀你?”无情的话语让人心颤。她缓缓跪下,眼中的晶莹摔成几瓣,“王爷君临天下之日,便是白箬离开之时。”只是,一切尘埃落定后,她真的能逃的开吗?
  • 冒名新娘有点狂

    冒名新娘有点狂

    被骗怀孕的童嫣蓝偶然中发现自己还有一个长相身高相同的双胞胎姐姐,她冒着姐姐名字逃到了新西兰当未婚妈妈。没想到陷入了名为“白宫”的俱乐部,被强制用“白色恐怖”,沦为脱衣舞女郎,恶运给她带来了骨肉分离的痛苦和被各种男人污辱的磨难。姐姐秋伊水在中国不得不冒妹妹的名字成了她心爱的男人的“新伴娘”,她的泼辣勇敢干练地找那个骗了妹妹的渣男报仇血恨。两姐妹利用面貌相像的优势,真真假假,虚虚实实联合帅哥总裁捣毁了黑社会贩毒团伙和黑俱乐部。
  • 征伐仨界

    征伐仨界

    龙胤大陆,实力为尊,修灵者的王道巅峰。宗门鼎盛,万族林立,巅峰与衰败的交错。少年乘龙而来,纵横于攀爬巅峰的人海中。一道道看似不可超越的巨大身影,俯视天下。一阵阵看似不可抵御的强势攻击,毁天灭地。少年单薄的身影迎风而立,八阙出鞘,直指苍穹,皆因那个约定:强者之巅,有你有我,不离不弃!谁应登上顶峰,睥睨天下。谁该被踏在脚下,世世轮回。三界之乱,拉开序幕【新书上传,大家推荐收藏支持一下哈】