传热管在管板上的排列有三种基本形式,即正三角形、正四边形和同心圆排列,如图2-7所示。传热管的排列应使其在整个换热器圆截面上均匀而紧凑地分布,同时还要考虑流体性质、管箱结构及加工制造等方面的问题。目前设计中用得较多的是正三角形和正方形排列法。
表2-3 常用换热管的规格和尺寸偏差
图2-7 管子在管板上的排列
当壳程流体是不污性介质时,采用正三角形排列法。正三角形排列法在一定的管板面积上可以配置较多的管子数,且由于管子间的距离都相等,在管板加工时便于画线与钻孔。
当壳程流体需要用机械清洗时,采用正方形排列法。正方形排列法在一定的管板面积上可排列的管子数量少。此排列法在浮头式和填料函式换热器中用得较多。
图2-8 组合排列法(www.xing528.com)
在制氧设备中,有的采用同心圆排列法[如图2-7(b)所示],这种排列法比较紧凑,且靠近壳体的地方布管均匀,在小直径的换热器中,按此法在管板上布置的管数比按正三角形排列的还多。
除了上述三种排列方法外,也可采用组合的排列方法,例如在多程的换热器中,每一程中都采用三角形排列法,而在各程之间,为了便于安排隔板,则采用正方形排列法,如图2-8所示。
如果换热设备中的一侧流体有相变,另一侧流体为气相,可在气相一侧的传热面上加翅片以增大传热面积,以利于热量的传递。翅片可在管外,也可在管内。翅片与管子的连接可用紧配合、缠绕、粘接、焊接、电焊、热压等方法来实现。
装于管外的翅片有轴向的、螺旋形的与径向的[如图2-9(a)(b)(c)所示]。除连续的翅片外,为了增强流体的湍动,也可在翅片上开孔或每隔一段距离令翅片断开或扭曲[如图2-9(d)(e)所示]。必要时还可采用内、外都有翅片的管子。
图2-9 各类翅片
管心距的大小主要与传热管和管板的连接方式有关,此外还要考虑到管板强度和清洗管外表面时所需的空间。表2-4列出了常用传热管布置的管心距。
表2-4 常用管心距
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