HTFS冷凝器蒸发器设计

干式蒸发器设计与校核

I.系统参数确定

利用SolKane对系统参数进行设计：

输入蒸发温度、冷凝温度，过热度设定为4℃，过热度太大，会引起蒸发器设计面积过大；蒸发器压降设定为0.5bar，过冷度设定在2.0℃，冷凝器压降为0.3bar。

II.HTFS 设计

1.Problem Definition 项目定义 ⑴Application Options -应用选型

冷侧与热侧的Application 应用会自动根据后面的过程参数中进出口干度调整，在选择时可保持默认状态。。 ⑵Process Data-过程参数

类别 污垢系数/m 2·K·W -1

类别

污垢系数/m 2·K·W -1

远海海水 0.000086 处理过的冷水塔循环用水 0.00017 近海海水 0.00017 经处理的工业循环用水 0.00017 城市生活用水 0.00017 清净河水

0.00034 自来水/井水/湖水 0.00017 未经处理的工业循环用水 0.00043

混浊河水

0.0005

参考换热器设计手册

对于冷凝器和蒸发器来说，因管内外传热系数均很大，所以污垢系数对换热器的面积影响非常大。

估计压降

容许压降

2.Property Data-物性参数

⑴Hot Stream Compositions 热侧流体组成

⑵Property Methods 物性方法

第一步：Search Databank 从数据库搜

索组分

删除组分

⑶Search Chemical Components 加入组分

⑷Hot Stream Properties 生成物性

⑷冷侧流体物性参数生成操作与热侧流体一样。

第四步：Restore Defaults 重置物性

3.Exchanger Geometry-换热器结构参数

换热面积初步确定：（管型为12mm×0.5-实际厚度）

热流密度按12Kw/m 2计算，单位管长面积为0.0377m 2/m，即单位管长负荷为0.4524Kw/m。

总管长=负荷(kw)÷0.4524(kw/m) 管程布局：

单管流通截面积为0.000095m 2，通过Solkane 可知其质量流量，对于12mm 管型，R22制冷剂，其最佳截面质量流量为250kg/s.m 2左右，建议范围为200

每流程管数=质量流量(kg/s)÷250(kg/s.m 2)÷0.000095m 2 管长选择：

标准管长为 2100；2400；2700；3300；3600 管间距： 管间距≥16mm 折流板间距：

折流板间距为壳体内径的20%~100%。 折流板切口率： 20%~35%。

式+分程板

式

形式

进口折流板间距 出口折流板间距

换热器布置：平；Vertical 垂直换热管布局：to match tubecount:数生成布局图管侧流程数：计算管间距

管排布局：度布局

折流板形式:Single segmental ：单弓折流板

窗口区是否布管：Yes 是

折流板切口率

折流板方向：Horizontal

水平布局

⑵Shell/Heads/Flanges/Tubesheets-壳体/封头/法兰/端版设置

⑶Tubes-管参数

管材料：选择Copper 铜管

管外表面：选择Smooth 光滑

⑷Internal Enhancements-管内部强化参数

修正系数：

阻力因子f Darcy = C*Re -D

传热系数h i = (k/D i nom .)*(STC)*Re 0.8*Pr 1/3*(µ/µwall )0.14 不同的管型与制冷剂，上述各修正系数不同。 ⑸Baffles/Supports-折流板与支撑

⑹Bundle Layout-管束布局

布局参数

⑺Bundle Layout-管束布局

⑻Nozzles-接管直径

按同样的操作方法，选择管侧接口尺寸。

管口方向 管口与前端板距离

4.Construction Specifications-换热器构造规定

⑴Materials of Construction-材质

⑵Design Specifications-设计规定

5.Program Options-程序设定

⑴Design Options-设计规定：在设计模式下可规定尺寸等一些设计限定(默认即可) (2)Thermal Analysis-热力学分析

(3)Methods/Correlations-方法与关联性设定

(4)Calculation Options-计算方法规定(默认即可)

6.结果分析

(1)Performance-传热效果

A ． 判断传热面积

通过对实际面积与所需面积比可判断传热面积是否足够，如果值小于1，则说明传热面积小，然后判断传热系数是否在正常范围内，如果传热系数正常，说明需要增大传热面积。 B ． 过热度判断

通过计算的出口压力查询Solkane 对比过热度，过热度保持在6~8℃

总负荷 有污垢总传热系数

无污垢总传热系数 是否有震动

Rho*V2问题 传热面积 传热温差 实际面积与所需面积比

C ． 传热系数判断

壳侧正常范围6000~9000，传热系数越大，压降越大，如果壳侧传热系数过小，可在后面的Flow Analysis 页对流体进行详细分析；管侧传热系数约在3000~5500，管侧流速越大，传热系数越大，但压降也随着增大；管侧推荐流速为10~12m/s。总传热系数在2000~4000左右。 D ． 振动判断

在振动判断项如是yes 或是Possible 提示，即表明有振动问题，可在后面振动分析页进行详细分析。 E ． RhoV2判断

如果RhoV2判断项出现yes，说明有接口位置接管过小，在后面的Pressure Drop 页可进行详细分析。 (2)Heat Transfer-传热分析

A. Heat Transfer Coefficients-传热系数

B. MTD&Flux-传热温差与热流密度

(3)Pressure Drop-压降分析

温差修正系数