换热器的流体流速问题

换热器的流体流速问题
问题：换热器管内一般液体流速0.5-3m/s，，气体5-30m/s，同样，对于壳程一般液体0.2-1.5m/s，气体3-15m/s，是不是流体速度必须要在这个范围内呢？如果小于这个范围行不行？
原帖：/bbs/viewthread.php?tid=103865&page=1（以下为：技术讨论整理）
一：综合整台换热器来考虑,换热器的压降,管壳程的传热系数,管束的振动,等等都是与流速有关的。

二：可是怎么才能做出一台比较合理的换热器呢？我做工艺的，管束的振动不是我要考虑的吧？
三：一台合理的换热器要求既要达到换热要求，又要节省经济成本，其中经济成本包括制造成本和运行成本。

很多情况下制造成本和运行成本此消彼长，所以要尽量找出最有点，或者较优点。

四：这个工作也太复杂了吧。

我也不是专门做换热器的。

只是工艺专业什么都要做。

换热器的基本规格也要提供。

不知道提供工艺包的，要考虑这么多吗？
五：流速过小，换热系数也会小，换热面积就会增加。

那些是一般经验，有一定合理性。

如果你算的相差有段距离，就要考虑怎么提高流
速啦。

工艺的应该要考虑换热器的震动吧。

六：原帖由chm0806于2008-8-2713:02发表
可是怎么才能做出一台比较合理的换热器呢？我做工艺的，管束的振动不是我要考虑的吧？
工艺的,在设计换热器的时候，也要从工艺的角度来考虑管束的振动问题的.
七：我也是做工艺的哦，其中也做换热器，像各位说的流体流速问题要考虑吗？新手不懂，只是师傅好像没考虑过哎！
八：换热器的流速太低，液体流动呈层流状态，可能导致传热吸收小，加热面接过大。

浪费材料，不经济。

建议可以采用ASPEN B-JAC模拟计算一下。

九：流速并不是规定死的，要考虑传热效率（设备投资），设备压降（运行成本），还有就是管束振动（设备可靠性）几个方面，配合优化合理的结构来设计换热器
十：可以采用ASPEN B-JAC模拟计算一下。

我还是同意这个观点的，不过还得跟老工程师请教下
十一：做换热器设计，如果不考虑管束振动，再如果该换热器是流程中的重要设备，那就害死人了。

十二：做甲醇的大虾们，是否有过甲醇水冷器内漏的烦心事？不管是U型管还是列管式。

十三：换热器物料流速不仅与系统操作工艺要求有关(可以参照工艺手册推荐的不同工况下进行选取),还与换热器的结构型式等有关,所以提及的常规管壳式换热器,在管内、外物料流速需要根据物料进入不同的换热管元件进行区分，目前有些内插物换热管、多股流缠绕管（包括板式类型的换热器设计相对管壳式换热器，在设计时都是以提高流速来获取高给热系数目的的），这种通过相对管口流速提高管内流速达到紊流，是以压降能量损失为代价的，而且物料高流速使得换热元件壁面长期在温度变换区间内，受到高流速物料冲刷，产品维护清洗周期自然较短而且产品寿命也都相对常规管壳式换热器大打折扣。

所以专业强化换热器必须以满足常规工艺流速压降要求进行设计，选取，流速低有时是允许的，比如锅炉工况下使用的余热回收换热器，一般流速都是很低的，远小于规定值。

这都是由特定工况系统压降等综合决定的。

十四：原帖由chm0806于2008-8-2713:02发表
可是怎么才能做出一台比较合理的换热器呢？我做工艺的，管束的振
动不是我要考虑的吧？
振动当然不是你考虑的,但是大的换热器振动是非常重要的,所以你只要根据经验值给出DATA SHEET就可以了,其余的会有人算的
规定流速范围就是这个道理,流速如果太快当然容易振动了,当然跟流体也有关系，有的容易沉淀的流体就必须要高点的流速
十五：流速太小，雷诺准数小，换热效果差，流速高，阻力降大，对系统影响大；换热器学问很深，很多数据都是经验的。

换热器流速
地址：
/jayxv/blog/item/e73f3335ab0ac68fa61e1292.html
需校核管子进出口处、壳侧进口处和接管内的流速。

一般来说流体流速在允许压降范围内应尽量选高一些，以便获得较大的换热系数和较小污垢沉积，但流速过大会造成腐蚀并发生管子振动，而流速过小则管内易结垢。

对冷却水系统，设计计算时可参考下表中推荐的值(碳钢管)。

最小流速最大流速推荐值管侧 1.0m/s 3.0m/s大于1.5m/s
壳侧0.5m/s 1.5m/s0.7~1.0m/s
如果冷却水的流速低于上表中的最小流速，最好征得工艺工程师的同意增大允许压降或变化冷却水的流率。

对冷却水以外的单相和两相流用ρv2值判断。

对壳侧进口流速，按TEMA规定ρv2值不能超过5950Kg/MS2(碳钢管)。

对管窗内不排管换热器，管窗流速应为错流速度的2~2.5倍，气体和蒸汽的流速可在8~30m/s之间。

流路名称Flow Fraction
B错流>0.6(湍流，Re>300)
>0.4(层流，Re>300)
B流路对传热有利，其值应尽量大。

C F 旁流0.1C，F值最好不超过0.1,为满足这一条
件，可使用密封装置。

对浮头式或小壳
径壳体的换热器，如果C值较大，应使
用密封装置。

对U型管或管程数较多的
换热器，通常F值会较大，应考虑在管
程分程隔板处使用密封装置(如密封垫
或密封杆)或改变管子排列方式和折流
板圆缺位置。

A泄漏流0.15应尽量减少泄漏，但当污垢系数超过
0.0008m2h°C/kcal时，由于污垢可能会
将管子和折流板管孔之间的间隙堵塞，因
此，A值较大也无妨，但此时对壳侧压
力损失应留有余量，最好计算一下。

一
但间隙被堵塞，壳侧压降为多大。

E泄漏流0.05E值会造成温度剖面的变形，如果E值大
于0.15,可使用双圆缺折流板。

最大限度地加大B－stream(错流)，减少泄漏流，而事实上漏流不可能也不必要被全部阻止，因为安装换热器时总需要有间隙。

不同黏度下的流速和合理压降。