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石墨外導流筒

石墨熱場中換熱器殼程進出料口距管板較遠時,
流體在管板附近易產生死區,影響傳熱,
為減少流體的停滯區可設置導流筒來實現。

  

     石墨熱場中換熱器殼程進出料口距管板較遠時,流體在管板附近易產生死區,影響傳熱,為減少流體的停滯區可設置導流筒來實現。石墨熱場里面的外導流筒其意義就在于增加流體的流速,導流增加流體流速的目的主要是為了增強化熱效果。平頂山市信瑞達石墨制造有限公司目前生產的石墨熱場采用等靜壓或者高純模壓加工,并且根據客戶的要求加工,單晶爐熱場及其配件成為最受歡迎的產品之一。

  導流筒換熱器的外導流筒的引入可以在不增加整體殼程直徑的前提下,有效地加大換熱器進(出)料管口的尺寸,從而降低物料在進出口處的壓降、增大設備的處理能力。

  帶石墨外導流筒的換熱器尤其適用于進料管內介質流速高、ρv2值大、且容易引起管束振動的場合。由于不受傳統管殼式換熱器出入口處最小流通面積的限制,換熱器管板的布管數量可以明顯增加。換熱器外導流筒在設計上有許多特殊之處,各結構尺寸間的關聯度很大,目前國內關于這方面的文獻還較少。文獻[1]曾對此做過有益的探討。本文將結合工

程實踐,對外導流筒的結構設計做更進一步的分析。

  外導流筒的結構設計及分析:

  1、外導流筒的高度H:即內襯筒內表面到外筒內表面的間距,見圖1。GB151—1999《管殼式換熱器》認為:“當接管外徑>200mm時,間距不小于75mm”。而在實際工程中進出料接管的外徑常遠大于200mm,H的取值應該審慎考慮。

  由于物料將由接管流入內襯筒與外筒、環板組成的環形空間中,因此必須滿足流通面積的要求。內襯筒同樣要起到防沖板的作用,因此應有:H≥d/4。

  實踐中,外導流筒高度H與接管外徑do的比值應在0.25~0.3之間;H應以50mm級差為序列,最大可以達到400mm。此外,H的具體取值與外導流筒的寬度B有密切關系。

  外導流筒的寬度:即兩個環板內側之間的距離,需考慮入口接管處的流通面積、接管的開孔補強等兩個方面的因素。

  (1)結構要求

  接管處環形間隙的流通面積A必須要大于接管的橫截面積A。

  (2)接管開孔補強要求

  外導流筒上的進出料接管通常直徑都較大,因而對該接管的開孔補強計算應特別重視。按GB1501998~鋼制壓力容器》的規定,在等面積補強法的適用范圍內,接管處外筒體的有效補強寬度為2,(——開孔直徑,mm)。但為了使換熱器不過于笨重,工程中B值常遠小于2,有效補強寬度也會因此縮短。

  由于等面積補強法是基于無限長大平板上開小孔理論為基礎的。從這個意義上講,該法對于外導流筒上接管補強計算的準確性已大為下降。較準確的方法應采用應力分析法進行設計。

  外導流筒結構的改進:近年來國內外工程公司對外導流筒結構做了很多優化和改進,現介紹兩種典型結構。

  2.柵板式入口設計結構

      將內襯筒在導流缺口的區域內均勻開設長方形孑L,中間形成柵板,各長方形孑L為等弧長分布,如圖3所示。這樣把導流缺口等分為若干個部分,可以使流體分布得更為均勻,并可降低對管束的沖擊。

  此外,柵板式人口設計也有利于減小內襯筒的焊接變形。由于大弧度導流缺口的存在,內襯筒的整體剛性被削弱,并且沿周向不均勻。這樣在焊接外導流筒的左右兩個環板時,內襯筒很容易產生變形。而柵板的存在,對內襯筒保持整體剛性有顯著的效果。

  對于外導流筒上的接管,特別是大開孔接管,適宜用ANSYS有限元軟件進行應力分析計算。此時,接管與外筒、環板、內襯筒需要聯合建模,可用20節點實體單元SOLID95,位移約束采用沿對稱剖分面的對稱性約束。

  外導流筒內襯筒內表面到外導流筒的內表面間距為:接管外徑d≤200mm時,間距不小于50mm;d>200mm時,間距不小于75mm,立式外導流換熱器,應在內襯筒下端開淚孔。

      平頂山市信瑞達石墨制造有限公司的主導產品包括石墨熱場、石墨模具、等靜壓石墨、高純石墨、EDM石墨、石墨坩堝、SPD專用石墨片、石墨粉、各種石墨異形件等,產品現已廣泛用于太陽能光伏、模具、電子半導體、電火花加工、冶金、化工、核工業和石英等行業。公司以嚴格的品質管理,完善的售后體系贏得了客戶的信賴,成為了中國知名的石墨制品供應商。

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