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第十六章管殼式換熱器

(shellandtubeheatexchanger)第一節(jié)總體結(jié)構(gòu)管殼式換熱器是把換熱管束與管板連接后,再用筒體與管箱包起來(lái),形成兩個(gè)獨(dú)立的空間。管內(nèi)的通道及與其相貫通的管箱稱(chēng)為管程;管外的通道及與其相貫通的部分稱(chēng)為殼程。主要分為:固定管板換熱器;浮頭式換熱器;U形管式換熱器以及填料函式換熱器.2024/2/191Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/192Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/193Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/194Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/195Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/196Qingdaouniversityofscienceandtechnology(1)固定管板換熱器兩端管板采用焊接方式與殼體連接固定。優(yōu)點(diǎn)為:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、管板有管子支承,比較薄,管子方便更換清洗。缺點(diǎn):管外清洗困難,熱應(yīng)力比較大。它適用于殼體與管子溫差小的場(chǎng)合;當(dāng)殼體與管子溫差大時(shí),可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié),以減小兩者因溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

2024/2/197Qingdaouniversityofscienceandtechnology(2)浮頭式換熱器兩端管箱一個(gè)是固定的,另一個(gè)則是浮動(dòng)的;設(shè)計(jì)目的為:⑴管束可從殼體內(nèi)抽出,便于清洗;⑵管束可自由伸縮,消除了熱應(yīng)力。適用于殼體與管束間溫差大且需經(jīng)常進(jìn)行管內(nèi)外清洗的場(chǎng)合。缺點(diǎn):該設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高,排管數(shù)少,增大了旁路流路,影響了熱效率,而且浮頭處的泄露不易發(fā)現(xiàn)。2024/2/198Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/199Qingdaouniversityofscienceandtechnology(3)U形管式換熱器可彌補(bǔ)浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高的不足,同時(shí)又保留換熱管束可以抽出,熱應(yīng)力可以消除的優(yōu)點(diǎn)。這種換熱器只有一塊管板,換熱管彎成U形,管子的兩端均固定在這一塊管板上,中間用分程隔板隔開(kāi)。該換熱器中間空隙較大,易短路,內(nèi)層換熱管一旦發(fā)生泄漏,只能堵塞而不能更換,只適合于管殼程溫差較大的場(chǎng)合。2024/2/1910Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1911Qingdaouniversityofscienceandtechnology(4)填料函式換熱器是浮頭式換熱器的一種改型結(jié)構(gòu),它把原置于殼程內(nèi)部的浮頭移至體外,用填料函來(lái)密封殼程內(nèi)介質(zhì)的外泄。因此由原先的靜密封改為了動(dòng)密封,易發(fā)生泄漏。2024/2/1912Qingdaouniversityofscienceandtechnology第二節(jié)管殼式換熱器的主要零部件1、殼體

固定管板換熱器的管束與管板、管束與殼體均為剛性連接,在工作時(shí),若管束壁溫與殼體壁溫存在較大溫差,就會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力,再與介質(zhì)壓力產(chǎn)生的應(yīng)力疊加起來(lái),可能會(huì)造成管子的彎曲或使管子與管板連接處發(fā)生泄漏,甚至?xí)箽んw或管子上的應(yīng)力超過(guò)許用應(yīng)力或造成管子從管板上拉脫。因此,必須對(duì)管子、殼體進(jìn)行軸向受力分析與軸向力校核。

2024/2/1913Qingdaouniversityofscienceandtechnology流體壓力引起的軸向力2024/2/1914Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1915Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1916Qingdaouniversityofscienceandtechnology管壁與殼壁因溫差引起的軸向力2024/2/1917Qingdaouniversityofscienceandtechnology殼體壁厚的確定殼體的壁厚是由環(huán)向薄膜應(yīng)力決定的,按薄膜理論的應(yīng)力計(jì)算公式即可求得。對(duì)于固定管板換熱器由于有熱應(yīng)力的存在,所以按環(huán)向薄膜應(yīng)力確定壁厚以后還應(yīng)視情況校核其軸向應(yīng)力。殼體的壁厚應(yīng)不小于換熱器殼體所規(guī)定的最小壁厚。2024/2/1918Qingdaouniversityofscienceandtechnology2、管箱管箱是由封頭、管箱短節(jié)、法蘭連接、分程隔板等組成。增加短節(jié)的目的是保證管箱有必要的深度安放接管和改善流體分布。分程隔板厚度的計(jì)算及其與管板間的墊片密封結(jié)構(gòu)應(yīng)符合GB151-1999的規(guī)定。2024/2/1919Qingdaouniversityofscienceandtechnology3、管束(tubebundle)⑴換熱管的尺寸規(guī)格:換熱管是用于傳熱的主要元件,管子尺寸對(duì)傳熱有很大影響,采用小直徑管子時(shí),單位體積的換熱面積會(huì)大一些,管內(nèi)傳熱系數(shù)得到提高,但制造麻煩、費(fèi)用高,而且流體阻力大,易堵塞。2024/2/1920Qingdaouniversityofscienceandtechnology⑵換熱管的排列方式(tubepattern)

管子的排列方式有正三角形排列和正方形排列兩種。在管間距和布管區(qū)均相同的條件下,三角形排列的布管數(shù)較多,而正方形排列的管束在相鄰的兩排管子之間具有一條直線通道,便于用機(jī)械方法清洗管間,三角形排列不具有這種直線通道,因而只適用于清潔的殼程介質(zhì)。不同的排列方式將會(huì)影響到對(duì)流傳熱系數(shù)的大小,采用正三角形排列會(huì)獲得較高的對(duì)流傳熱系數(shù),而正方形排列的對(duì)流傳熱系數(shù)最低。2024/2/1921Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1922Qingdaouniversityofscienceandtechnology⑶管間距(Tubepitch)管間距指的是相鄰兩根管子的中心距,減小管間距可提高對(duì)流傳熱系數(shù),但受到管板強(qiáng)度和管子與管板連接工藝要求的限制,其管間距不得小于GB151-1999所規(guī)定的距離。

2024/2/1923Qingdaouniversityofscienceandtechnology(4)最大布管限定圓直徑(Outertube

limit)最大布管圓直徑應(yīng)在GB151-1999所規(guī)定的限定圓直徑范圍內(nèi)。2024/2/1924Qingdaouniversityofscienceandtechnology(5)換熱管與管板的連接

其連接形式有脹接、焊接、脹焊并用三種。

⑴脹接:管子與管板的連接靠的是管板孔收縮產(chǎn)生的殘余應(yīng)力而箍緊管子,因此它會(huì)隨著溫度的升高而降低,所以脹接連接的使用溫度不大于300℃,設(shè)計(jì)壓力不超過(guò)4Mpa。采用脹接時(shí),管板的硬度應(yīng)大于換熱管的硬度以保證管子發(fā)生塑性變形時(shí)管板僅發(fā)生彈性變形。

2024/2/1925Qingdaouniversityofscienceandtechnology

⑵焊接:其優(yōu)點(diǎn):①管孔不需開(kāi)槽,其表面粗糙度要求不高,管子端部不需退火和磨光,制造簡(jiǎn)便。②強(qiáng)度高,抗拉脫力強(qiáng),可保證氣密性要求。缺點(diǎn)是管子更換困難,一般都堵死;焊接的殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中有可能帶來(lái)應(yīng)力腐蝕與疲勞破壞。⑶脹焊并用:其結(jié)構(gòu)分為兩種①?gòu)?qiáng)度脹加密封焊,對(duì)脹接的要求是承受管子拉脫力,同時(shí)保證連接處的密封,焊接僅起到輔助防漏的作用。②強(qiáng)度焊加貼脹,用焊接保證連接處的強(qiáng)度和密封,貼脹是為了消除換熱管與管孔間的環(huán)隙,防止間隙腐蝕并增強(qiáng)抗疲勞破壞的能力。2024/2/1926Qingdaouniversityofscienceandtechnology4、管板(tube-sheet)換熱器管板的計(jì)算所涉及的因素非常多,所以非常復(fù)雜,一般采用計(jì)算機(jī)計(jì)算。管板與殼體的連接以及管板與管箱的密封連接分別見(jiàn)下圖。2024/2/1927Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1928Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1929Qingdaouniversityofscienceandtechnology5、波形膨脹節(jié)1.波形膨脹節(jié)的作用:

在固定管板換熱器中可消除或降低熱應(yīng)力。當(dāng)殼體和管子之間的溫差較大(60~70℃)且殼體承受壓力不太高時(shí),可采用補(bǔ)償圈(又稱(chēng)膨脹節(jié))。2.波形膨脹節(jié)的設(shè)置條件需從管束與殼體軸向強(qiáng)度、穩(wěn)定性及管板連接處的拉脫力三方面考慮。3.波形膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)形式形式較多,主要為U形。U形膨脹節(jié)每一個(gè)波的補(bǔ)償能力與使用壓力、膨脹節(jié)的材料及波高、波長(zhǎng)等因素有關(guān)。增加波高,補(bǔ)償能力加大但耐壓性能降低。

2024/2/1930Qingdaouniversityofscienceandtechnology6、折流板和支持板結(jié)構(gòu)1.作用與結(jié)構(gòu)形式①作用:折流板是為了提高殼程介質(zhì)流速,強(qiáng)化傳熱;對(duì)于臥式換熱器,還有支撐管束的作用。支持板是為了支撐管束,防止產(chǎn)生過(guò)大的撓度變形。②結(jié)構(gòu)形式:弓形和圓環(huán)形。缺口面積根據(jù)流速?zèng)Q定。2.間距折流板間距過(guò)大會(huì)影響傳熱效果,支持板間距過(guò)大會(huì)使換熱管產(chǎn)生過(guò)大的撓度,其最大間距不得超過(guò)GB151的規(guī)定。3.固定折流板和支持板是用拉桿固定的,拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣,拉桿的數(shù)量與筒體直徑及拉桿直徑有關(guān)。2024/2/1931Qingdaouniversityofscienceandtechnology圓缺形加擋板:增大殼程流體的湍動(dòng),提高殼程的α多管程:增大管內(nèi)流體u,提高管內(nèi)的α圓盤(pán)形2024/2/1932Qingdaouniversityofscienceandtechnology圓盤(pán)形圓缺形2024/2/1933Qingdaouniversityofscienceandtechnology7其他防沖板與導(dǎo)流板為防止殼程的接管進(jìn)口處殼程流體對(duì)換熱管直接沖刷,應(yīng)設(shè)置殼程的防沖板與導(dǎo)流板。擴(kuò)大管殼程介質(zhì)為蒸汽,可采用擴(kuò)大管起緩沖作用。排液口與排氣口換熱器殼程與管程的最高點(diǎn)設(shè)排氣口,最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)排液口。2024/2/1934Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1935Qingdaouniversityofscienceandtechnology第十七章板式塔第一節(jié)概述板式塔為逐級(jí)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備,其結(jié)構(gòu)如圖所示,主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤(pán)等部件構(gòu)成。由于塔身高大且多露天放置,其受力狀況為:(1)操作壓力;不會(huì)傳遞給裙座;(2)自身重力,不同工況受力不同(3)風(fēng)載荷,流體誘發(fā)振動(dòng);(4)地震載荷。水平方向運(yùn)動(dòng)重要2024/2/1936Qingdaouniversityofscienceandtechnology板式塔內(nèi)流體的流動(dòng)操作時(shí),塔內(nèi)液體依靠重力作用,由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤(pán),然后橫向流過(guò)塔板,從另一側(cè)的降液管流至下一層塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液層。氣體則在壓力差的推動(dòng)下,自下而上穿過(guò)各層塔板的氣體通道(泡罩、篩孔或浮閥等),分散成小股氣流,鼓泡通過(guò)各層塔板的液層。在塔板上,氣液兩相密切接觸,進(jìn)行熱量和質(zhì)量的交換。2024/2/1937Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1938Qingdaouniversityofscienceandtechnology板上氣液兩相的接觸狀態(tài)兩相的接觸狀態(tài)是決定板上兩相流流體力學(xué)及傳質(zhì)和傳熱規(guī)律的重要因素。當(dāng)液體流量一定時(shí),隨著氣速的增加,可以出現(xiàn)四種不同的接觸狀態(tài)。2024/2/1939Qingdaouniversityofscienceandtechnology(1)鼓泡接觸狀態(tài)當(dāng)氣速較低時(shí),氣體以鼓泡形式通過(guò)液層。由于氣泡的數(shù)量不多,形成的氣液混合物基本上以液體為主,氣液兩相接觸的表面積不大,傳質(zhì)效率很低。2024/2/1940Qingdaouniversityofscienceandtechnology(2)蜂窩狀接觸狀態(tài)隨著氣速的增加,氣泡的數(shù)量不斷增加。當(dāng)氣泡的形成速度大于氣泡的浮升速度時(shí),氣泡在液層中累積。氣泡之間相互碰撞,形成各種多面體的大氣泡,板上為以氣體為主的氣液混合物。由于氣泡不易破裂,表面得不到更新,所以此種狀態(tài)不利于傳熱和傳質(zhì)。2024/2/1941Qingdaouniversityofscienceandtechnology(3)泡沫接觸狀態(tài)

當(dāng)氣速繼續(xù)增加,氣泡數(shù)量急劇增加,氣泡不斷發(fā)生碰撞和破裂,此時(shí)板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間,形成一些直徑較小,擾動(dòng)十分劇烈的動(dòng)態(tài)泡沫,在板上只能看到較薄的一層液體。由于泡沫接觸狀態(tài)的表面積大,并不斷更新,為兩相傳熱與傳質(zhì)提供了良好的條件,是一種較好的接觸狀態(tài)。2024/2/1942Qingdaouniversityofscienceandtechnology(4)噴射接觸狀態(tài)

當(dāng)氣速繼續(xù)增加,氣體動(dòng)能很大,把板上的液體向上噴成大小不等的液滴,直徑較大的液滴受重力作用又落回到板上,直徑較小的液滴被氣體帶走,形成液沫夾帶。此時(shí)塔板上的氣體為連續(xù)相,液體為分散相,兩相傳質(zhì)的面積是液滴的外表面。由于液滴回到塔板上又被分散,這種液滴的反復(fù)形成和聚集,使傳質(zhì)面積大大增加,而且表面不斷更新,有利于傳質(zhì)與傳熱進(jìn)行,也是一種較好的接觸狀態(tài)。2024/2/1943Qingdaouniversityofscienceandtechnology降液管(液體通道)平頂型溢流堰(液層氣液接觸面積)受液區(qū)開(kāi)孔區(qū)(氣體通道)一、板式塔類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn):2024/2/1944Qingdaouniversityofscienceandtechnology優(yōu)點(diǎn):彈性大、操作穩(wěn)定可靠。缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高,壓降大,液泛氣速低,故生產(chǎn)能力較小。板式塔2024/2/1945Qingdaouniversityofscienceandtechnology特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、壓降小、生產(chǎn)能力大、操作彈性可達(dá)2~3、板式塔2024/2/1946Qingdaouniversityofscienceandtechnology特點(diǎn):結(jié)構(gòu)上較泡罩簡(jiǎn)單,比篩板復(fù)雜,操作彈性大、生產(chǎn)能力大。板式塔2024/2/1947Qingdaouniversityofscienceandtechnology閥型:F1型、V型、T型、A型

各種浮閥:2024/2/1948Qingdaouniversityofscienceandtechnology壓延孔板旋流塔板

斜孔塔板

板式塔2024/2/1949Qingdaouniversityofscienceandtechnology第二節(jié)整塊式塔盤(pán)的板式塔塔徑小于700mm時(shí),塔盤(pán)作成整塊式,根據(jù)塔盤(pán)的安裝固定方式不同,整塊式又分為:(1)定距管支承式塔盤(pán);(2)重疊式塔盤(pán);2024/2/1950Qingdaouniversityofscienceandtechnology(1)定距管支承式塔盤(pán)安裝時(shí)先將拉桿的下端通過(guò)螺母固定在支座上,然后由下而上逐層安裝塔盤(pán)及塔盤(pán)圈四周的密封裝置,最后用兩個(gè)螺母從上端擰緊。2024/2/1951Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1952Qingdaouniversityofscienceandtechnology(2)重疊式塔盤(pán);它與定距管支撐式塔盤(pán)的區(qū)別在于,塔盤(pán)的支撐是焊在塔盤(pán)上的三根支柱和一個(gè)支撐板上。上層塔盤(pán)通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓安放在下層塔盤(pán)的支撐板上。2024/2/1953Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1954Qingdaouniversityofscienceandtechnology塔盤(pán)圈與密封結(jié)構(gòu):2024/2/1955Qingdaouniversityofscienceandtechnology密封結(jié)構(gòu)為了防止塔盤(pán)下面空間內(nèi)的氣態(tài)介質(zhì)從塔盤(pán)四周逸入塔盤(pán)上層空間,需要將塔盤(pán)板四周與塔體內(nèi)表面間的環(huán)隙用填料密封起來(lái),結(jié)構(gòu)如圖所示:螺柱焊在塔盤(pán)圈內(nèi)側(cè),裝好填料、壓圈和壓板后,旋緊螺母對(duì)壓板的垂直作用力通過(guò)壓圈傳到填料上去。2024/2/1956Qingdaouniversityofscienceandtechnology第三節(jié)分塊式塔盤(pán)板式塔在直徑較大的板式塔中,由于人能進(jìn)入塔內(nèi),故都采用分塊式塔盤(pán),此時(shí)塔身為一焊制整體圓筒,不分塔節(jié),而將塔盤(pán)板系分成數(shù)塊,通過(guò)人孔送入塔內(nèi),裝到焊在塔內(nèi)壁上的塔盤(pán)固定件上。有單液流程和雙液流程兩種組裝結(jié)構(gòu)。2024/2/1957Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1958Qingdaouniversityofscienceandtechnology板式塔2024/2/1959Qingdaouniversityofscienceandtechnology支撐圈結(jié)構(gòu)2024/2/1960Qingdaouniversityofscienceandtechnology塔盤(pán)邊板與支撐圈的連接2024/2/1961Qingdaouniversityofscienceandtechnology相鄰塔盤(pán)板之間的連接2024/2/1962Qingdaouniversityofscienceandtechnology塔盤(pán)板、出口堰板、降液板的連接2024/2/1963Qingdaouniversityofscienceandtechnology板式塔的其它結(jié)構(gòu)(進(jìn)料管)2024/2/1964Qingdaouniversityofscienceandtechnology整塊塔板上的進(jìn)料管2024/2/1965Qingdaouniversityofscienceandtechnology吊柱塔高在15m以上,為檢修方便在塔的頂部都應(yīng)設(shè)置吊柱。其參數(shù)是臂長(zhǎng)和起吊重量。1.吊桿最好是整根的鋼管。2.封板懸臂端加封板,防止雨水灌入吊柱引起生銹。3.吊鉤4手柄,方便用力,用套筒。5.制動(dòng)插銷(xiāo):起吊物體時(shí),防止任意轉(zhuǎn)動(dòng)。6.支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu)。2024/2/1966Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1967Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1968Qingdaouniversityofscienceandtechnology塔的裙座由座圈、基礎(chǔ)環(huán)和地腳螺栓座組成。座圈焊在基礎(chǔ)環(huán)上,基礎(chǔ)環(huán)作用:1傳遞力給基礎(chǔ),2上面焊制地腳螺栓座。地腳螺栓將基礎(chǔ)環(huán)固定在基礎(chǔ)上,基礎(chǔ)上的地腳螺栓為預(yù)先填埋固定好的,所以為了安裝,基礎(chǔ)環(huán)上的地腳螺栓孔為開(kāi)口的,裝完后再焊上。2024/2/1969Qingdaouniversityofscienceandtechnology第十八章反應(yīng)釜第一節(jié)反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)主要由釜體、傳熱裝置和攪拌裝置組成。釜體:它是物料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的空間,由筒體和上下封頭組成。多數(shù)釜體是密閉的,可承受一定的壓力。傳熱裝置:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程一般多伴有熱效應(yīng)——放熱或吸熱。進(jìn)行加熱或冷卻都是為了使溫度控制在反應(yīng)所需要的范圍內(nèi)。攪拌裝置:使參與反應(yīng)的各種物質(zhì)混合均勻,接觸良好,加速反應(yīng)。攪拌裝置由攪拌軸和攪拌器組成,其轉(zhuǎn)動(dòng)裝置由電機(jī)經(jīng)減速機(jī)減速,再通過(guò)聯(lián)軸器來(lái)帶動(dòng)。

2024/2/1970Qingdaouniversityofscienceandtechnology第二節(jié)釜體及傳熱裝置2024/2/1971Qingdaouniversityofscienceandtechnology長(zhǎng)徑比主要考慮長(zhǎng)徑比對(duì)攪拌功率、傳熱以及物料反應(yīng)的影響。⑴長(zhǎng)徑比對(duì)攪拌功率的影響攪拌器槳葉直徑與攪拌釜內(nèi)徑有一定比例關(guān)系。在固定的攪拌軸轉(zhuǎn)速下,攪拌功率與攪拌器槳葉直徑的五次方,而攪拌器直徑隨釜內(nèi)徑增大要相應(yīng)增大,因此長(zhǎng)徑比應(yīng)考慮選的大一些。⑵長(zhǎng)徑比對(duì)傳熱的影響對(duì)夾套傳熱有顯著影響。長(zhǎng)徑比越大,夾套傳熱面積越大,同時(shí)傳熱表面距釜體中心越近,物料溫度梯度小,有利于提高傳熱效果。⑶物料反應(yīng)對(duì)長(zhǎng)徑比的要求物料反應(yīng)需要足夠的液位高度,物料由充分的接觸時(shí)間。需要長(zhǎng)徑比大些。工程實(shí)際中,可以根據(jù)表來(lái)進(jìn)行選擇。2024/2/1972Qingdaouniversityofscienceandtechnology3.釜體的壁厚當(dāng)釜體是正壓操作時(shí),按薄膜理論的厚度計(jì)算公式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,強(qiáng)度的計(jì)算壓力不低于釜體的設(shè)計(jì)壓力,帶夾套的釜體還應(yīng)按夾套壓力作為外壓,校核釜體的穩(wěn)定性,此時(shí)的計(jì)算壓力不得低于加套強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的計(jì)算壓力。當(dāng)釜體為負(fù)壓操作時(shí),釜體的穩(wěn)定計(jì)算壓力取加套的計(jì)算壓力再加上0.1Mpa。2024/2/1973Qingdaouniversityofscienceandtechnology二、釜體的傳熱裝置釜體的傳熱裝置有夾套和蛇管兩類(lèi)。在釜體外側(cè),以焊接或者法蘭連接的方式設(shè)各種形狀的外套,使其與釜體外表面形成密閉的空間,在此空間內(nèi)通入載熱流體,以加熱或冷卻物料,維持物料的溫度在規(guī)定的范圍,這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為夾套。最常用的為B型。2024/2/1974Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1975Qingdaouniversityofscienceandtechnology根據(jù)釜體下端封頭,有圓筒形和U形兩種。夾套高度主要決定于傳熱面積的要求,一般不低于液面的高度,以保證充分換熱。2024/2/1976Qingdaouniversityofscienceandtechnology其他類(lèi)型的夾套整體夾套的壓力一般不能超過(guò)1MPA,否則釜體的壁厚太厚。當(dāng)反應(yīng)釜直徑較大或傳熱介質(zhì)壓力較高時(shí),可采用焊接半圓管夾套、型鋼夾套或蜂窩夾套,不但可提高傳熱介質(zhì)流速,改善傳熱效果,還可提高筒體承受外壓能力。如圖所示:

2024/2/1977Qingdaouniversityofscienceandtechnology蛇管當(dāng)需要的傳熱面積較大時(shí),夾套傳熱不能滿足要求時(shí),可采用蛇管傳熱。它沉浸在物料中,熱損失小,傳熱效果好,還能起到導(dǎo)流筒的作用,改變流體的流動(dòng)狀態(tài),減小漩渦,強(qiáng)化攪拌程度。蛇管需設(shè)支架固定,用U型螺栓緊固,可防止振動(dòng)。

2024/2/1978Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1979Qingdaouniversityofscienceandtechnology蛇管的固定2024/2/1980Qingdaouniversityofscienceandtechnology 第三節(jié)攪拌裝置攪拌器的功能攪拌器是提供工藝過(guò)程所需要的能量和適宜的流動(dòng)狀態(tài),以達(dá)到攪拌的目的。工藝過(guò)程對(duì)攪拌的要求可分為混合、攪動(dòng)、懸浮和分散四種?;旌?是通過(guò)攪拌作用,使相對(duì)密度、粘度不同的物料混合均勻。攪動(dòng):通過(guò)攪拌使物料強(qiáng)烈流動(dòng),以提高傳熱和傳質(zhì)速率。懸浮:是通過(guò)攪拌使原來(lái)在靜止的液體中會(huì)沉降的固體顆?;蛞旱螒腋≡谝后w介質(zhì)中。分散:通過(guò)攪拌作用,使氣體、液體或固體分散在液體介質(zhì)中,增大不同物相間接觸面積,加快傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。2024/2/1981Qingdaouniversityofscienceandtechnology1、流型分為三種:軸向流,徑向流,切向流。軸向流(沿?cái)嚢栎S平行方向流動(dòng));徑向流(沿?cái)嚢杵鲝较蛄鞒?,軸向流入);切向流(沿?cái)嚢杵餍D(zhuǎn)半徑的切線方向流動(dòng))軸向流和徑向流有利于液體的傳熱和傳質(zhì),而切向流是不利的,應(yīng)避免這種流型的出現(xiàn)。

2024/2/1982Qingdaouniversityofscienceandtechnology2024/2/1983Qingdaouniversityofscienceandtechnology2、攪拌器槳葉的形式分為三類(lèi):平直槳葉,斜槳葉和螺旋面槳葉。⑴平直槳葉槳葉面的運(yùn)動(dòng)方向與槳葉面垂直,當(dāng)槳葉在低速旋轉(zhuǎn)時(shí),液體主要為水平環(huán)向流動(dòng);當(dāng)槳葉的旋轉(zhuǎn)速度增高時(shí),流體流向的主要部分變?yōu)閺较蛄鳌"菩睒~斜槳葉的葉面與其旋轉(zhuǎn)方向成一定的傾斜角。當(dāng)槳葉在低速旋轉(zhuǎn)時(shí),液體既有水平切向流,又有軸向流。當(dāng)槳葉的旋轉(zhuǎn)速度增高時(shí),液體還有較大的徑向流。⑶螺旋面槳葉螺旋面槳葉是連續(xù)的螺旋面

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