參考文獻(xiàn)：李威, 張西存, 李曉光. 熱交換器流通面積計(jì)算及其對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響[J]. 石油化工設(shè)備, 2019, 48(5).
GB 151-1999《管殼式換熱器》對(duì)流通面積提出的要求為，殼程和管束進(jìn)、出口處流體流通面積應(yīng)不小于進(jìn)、出口接管截面積。
此規(guī)定可以解讀為，介質(zhì)以恒定的流量在管道與熱交換器殼體各部位間流通，當(dāng)經(jīng)過熱交換器殼程和管束進(jìn)、出口區(qū)域時(shí)，只要保證此處流通面積不小于其在管線內(nèi)的流通面積，即可使介質(zhì)在此區(qū)域的傳輸過程中流速不會(huì)急劇增大，進(jìn)而起到控制介質(zhì)壓降和降低管束振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的作用。這是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)工程實(shí)際做出的簡(jiǎn)單量化，既可使設(shè)計(jì)人員在工作中有據(jù)可依，又能達(dá)到減小風(fēng)險(xiǎn)的目的，是符合工程實(shí)際的。
但是，近年來(lái)隨著石油化工裝置處理規(guī)模的擴(kuò)大，大直徑進(jìn)、出口接管的熱交換器結(jié)構(gòu)時(shí)常出現(xiàn)。按照GB 151-1999要求設(shè)計(jì)熱交換器時(shí)，滿足流通面積要求需要大量減少換熱管的布置數(shù)量，要保證換熱面積需求則需加長(zhǎng)換熱管長(zhǎng)度，導(dǎo)致熱交換器殼體設(shè)計(jì)長(zhǎng)度增加，造成設(shè)計(jì)出來(lái)的熱交換器結(jié)構(gòu)不夠緊湊，經(jīng)濟(jì)性也差，因此這種單純比較流通面積大小的做法已逐漸不合時(shí)宜。
GB/T 151-2014《熱交換器》中對(duì)流通面積大小的判別要求作了改進(jìn)，主要參照TEMA RCB 4.62修改為，殼體進(jìn)口或者出口區(qū)域面積AS和管束進(jìn)口或者出口區(qū)域面積At應(yīng)使ρv2的數(shù)值不超過5950kg/(ms2)。
此規(guī)定可以解讀為，一種對(duì)介質(zhì)流經(jīng)殼體和管束進(jìn)、出口時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)壓的判定。這種判定方式是熱交換器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重大進(jìn)步，改變了以往關(guān)于流通面積校核過于保守的設(shè)計(jì)方法，對(duì)管束振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的控制更有針對(duì)性，量化的數(shù)據(jù)也更精確。在進(jìn)行熱交換器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以更自由地根據(jù)工藝需求對(duì)換熱管布置進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)熱交換器因布管過多而導(dǎo)致流通面積減小時(shí)，只要保證介質(zhì)通過時(shí)的ρv2值能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求即可。
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