專利名稱：適應(yīng)不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的換熱器進出口設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涉及一種換熱設(shè)備進出口的設(shè)計方法，特別涉及一種適應(yīng)不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的換熱器進出口設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
目前常規(guī)換熱設(shè)備的進出口結(jié)構(gòu)是一種統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，進出口接管的設(shè)計往往被忽視或僅僅考慮到防止管束振動的要求，從而造成較大的進出口壓力損失。在不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的換熱設(shè)備設(shè)計中，進出口接管都是與換熱設(shè)備的殼體垂直連接的，流體進入換熱設(shè)備后一般要經(jīng)過再次變速然后才能參與換熱過程，流體流過的壓力損失較大，而且不能充分發(fā)揮不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。也有采用變徑管作為進出口接管的結(jié)構(gòu)，雖然在一定程度上可以降低流體的壓力損失，但其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，加工費用增加，同時也同樣沒有考慮不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠適應(yīng)不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的換熱器進出口設(shè)計方法。
為達到上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是首先根據(jù)流體流量計算所需進出口接管的管徑d=4Vuπ]]>式中d——接管直徑，mV——流體流量，m3/s
U——流體流速，m/s，液體1～3m/s；氣體20～40m/s由換熱設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定了流體流通通道的形式，從而確定在換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動主體方向；根據(jù)換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動主體方向，采用與流體主體流動方向相同方向作為進出口接管的方向或采用流體主體流動方向切向方向作為進出口接管方向；進出口接管的方向與殼體的相對夾角即為進出口接管相對于殼體的角度。
由于本發(fā)明針對不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過改變進出口接管角度來調(diào)節(jié)流體進入換熱設(shè)備的流向，使流體進入換熱器后不經(jīng)過變速就參與換熱過程，從而使流體在進出口處的壓力損失大幅減小，同時充分發(fā)揮不同折流結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。通過采用FLUENT軟件模擬計算，在相同流量下采用本發(fā)明入口結(jié)構(gòu)的換熱器的入口壓力損失僅為垂直入口結(jié)構(gòu)的壓力損失的50％或更小。


圖1是本發(fā)明基于螺旋折流板的進出口結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明基于弓形折流板的進出口結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1參見圖1，本發(fā)明包括換熱器1和進口接管2、出口接管3，本發(fā)明采用普通等徑接管作為換熱設(shè)備的進出口接管，根據(jù)流體流量計算所需進出口接管的管徑d=4Vuπ]]>式中d——接管直徑，mV——流體流量，m3/sU——流體流速，m/s，液體1～3m/s；氣體20～40m/s
2、確定進出口接管相對于殼體的角度(1)確定換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動方向由于換熱器1內(nèi)部是螺旋折流板結(jié)構(gòu)，通過螺旋折流板在殼程形成一個螺旋形通道4，流體沿此通道以螺旋形流過殼程，由此確定在換熱器內(nèi)部流體的流動主體方向；(2)確定進出口接管方向根據(jù)換熱器1內(nèi)部流體的流動主體方向，采用螺旋線切線方向作為接管方向；(3)確定進出口接管相對于殼體的角度進出口接管的方向與殼體的相對夾角為20～45°即為進出口接管相對于殼體的角度。
實施例2參見附圖，本發(fā)明包括換熱器1和進口接管2、出口接管3，本發(fā)明采用普通等徑接管作為換熱設(shè)備的進出口接管，根據(jù)流體流量計算所需進出口接管的管徑d=4Vuπ]]>式中d——接管直徑，mV——流體流量，m3/sU——流體流速，m/s，液體1～3m/s；氣體20～40m/s2、確定進出口接管相對于殼體的角度(1)確定換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動方向由于換熱器1內(nèi)部是弓形折流板結(jié)構(gòu)，通過弓形折流板在殼程形成一個之字形通道4，流體沿此通道以之字形流過殼程，由此確定在換熱器內(nèi)部流體的流動主體方向；
(2)確定進出口接管方向根據(jù)換熱器1內(nèi)部流體的流動主體方向，采用流體主體相同方向作為接管方向。
(3)確定進出口接管相對于殼體的角度進出口接管的方向與殼體的相對夾角為60～80°即為進出口接管相對于殼體的角度。
采用本發(fā)明的設(shè)計方法在流體進入換熱器1后，流動方向與換熱主體流動方向相同，不需要經(jīng)過變向，可以減小流體流動的壓力損失，同時可以使流體充分參與換熱流動，減少旁通流動和泄漏，提高換熱效率。
權(quán)利要求
1.一種適應(yīng)不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的列管式換熱器進出口設(shè)計方法，1)首先根據(jù)流體流量計算所需進出口接管的管徑d=4Vuπ]]>式中d——接管直徑，mV——流體流量，m3/sU——流體流速，m/s，液體1～3m/s；氣體20～40m/s2)確定換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動方向由換熱設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定了流體流通通道的形式，從而確定在換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動主體方向；其特征在于3)確定進出口接管方向根據(jù)換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動主體方向，采用與流體主體流動方向相同方向作為進出口接管的方向或采用流體主體流動方向切向方向作為進出口接管方向；4)確定進出口接管相對于殼體的角度進出口接管的方向與殼體的相對夾角即為進出口接管相對于殼體的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的列管式換熱器進出口設(shè)計方法，1)首先采用普通等徑接管作為換熱設(shè)備的進出口接管，根據(jù)流體流量計算所需進出口接管的管徑d=4Vuπ]]>式中d——接管直徑，mV——流體流量，m3/sU——流體流速，m/s，液體1～3m/s；氣體20～40m/s2)確定換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動方向由于換熱器內(nèi)部是螺旋折流板結(jié)構(gòu)，通過螺旋折流板在殼程形成一個螺旋形通道，流體沿此通道以螺旋形流過殼程，由此確定在換熱器內(nèi)部流體的流動主體方向；其特征在于3)確定進出口接管方向根據(jù)換熱器內(nèi)部流體的流動主體方向，采用螺旋線切線方向作為接管方向；4)確定進出口接管相對于殼體的角度進出口接管的方向與殼體的相對夾角為20～45°即為進出口接管相對于殼體的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的列管式換熱器進出口設(shè)計方法，1)首先采用普通等徑接管作為換熱設(shè)備的進出口接管，根據(jù)流體流量計算所需進出口接管的管徑d=4Vuπ]]>式中d——接管直徑，mV——流體流量，m3/sU——流體流速，m/s，液體1～3m/s；氣體20～40m/s2)確定換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動方向由于換熱器內(nèi)部是弓形折流板結(jié)構(gòu)，通過弓形折流板在殼程形成一個之字形通道，流體沿此通道以之字形流過殼程，由此確定在換熱器內(nèi)部流體的流動主體方向；其特征在于3)確定進出口接管方向根據(jù)換熱器內(nèi)部流體的流動主體方向，采用流體主體相同方向作為接管方向；4)確定進出口接管相對于殼體的角度進出口接管的方向與殼體的相對夾角為60～80°即為進出口接管相對于殼體的角度。
全文摘要
一種適應(yīng)不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的換熱器進出口設(shè)計方法，首先根據(jù)流體流量計算所需進出口接管的管徑d；由換熱設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定了流體流通通道的形式，從而確定在換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動主體方向；根據(jù)換熱設(shè)備內(nèi)部流體的流動主體方向，采用與流體主體流動方向相同方向作為進出口接管的方向或采用流體主體流動方向切向方向作為進出口接管方向；進出口接管的方向與殼體的相對夾角即為進出口接管相對于殼體的角度。采用本發(fā)明的設(shè)計方法在流體進入換熱器后，流動方向與換熱主體流動方向相同，不需要經(jīng)過變向，可以減小流體流動的壓力損失，同時可以使流體充分參與換熱流動，減少旁通流動和泄漏，提高換熱效率。
文檔編號F28F9/26GK1587885SQ20041007303
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者高曉東, 沈人杰, 馮霄 申請人:西安交通大學(xué)