壳程阻力计算优化方法

对于相同的雷诺数，壳程摩擦系数大于管程摩擦系数，因为流过管束的流动有加速、方向变化等。但壳程的压降不一定大，因压降与流速、水力直径、折流板数、流体密度等有关，因此在同样的雷诺数时，壳程压降有可能比管程低。由于壳程流体流过管束时的流路比较复杂，因而有不少学者对壳程阻力进行了许多研究工作。一般认为，对于无折流板时，可用管程阻力公式计算壳程阻力，也有的文献[4]推荐，错流流过光滑圆管管束时，可用以下的公式计算壳程阻力（在Re=102～5×104范围内）；

顺列管束：

错列管束：

式中 N——流体横掠过的管排数目；

wmax——最窄流通截面处的流速，m/s。

对于装有弓形折流板的壳程阻力，在廷克流路分析基础上发展起来的贝尔计算法能反映客观情况，具有比较好的准确性，其计算方法如下：

（1）由图2.37查取理想管束的摩擦系数fk。

图2.37 理想管排摩擦系数[9]

（2）计算每一理想错流段阻力Δpbk

式中 Ms——壳程流体质量流量，kg/s。

（3）计算每一理想缺口阻力Δpwk

当Re≥100时(www.xing528.com)

当Re＜100时

（4）上述两项阻力应对折流板泄漏造成的影响和旁路所造成的影响以及进、出口段折流板间距不同所造成的影响分别予以校正，其中：

折流板泄漏对阻力影响的校正系数Rl可由图2.38查得。图中曲线不能外推。

旁路校正系数Rb可由图2.39查得。

图2.38 折流板泄漏对阻力影响的校正系数[8]

图2.39 旁路对阻力影响的校正系数[8]

进、出口段折流板间距不同对阻力影响的校正系数Rs由下式计算：

当Re≥100时，n′=1.6，

当Re＜100时，n′=1。

（5）壳程的总阻力Δps