[发明专利]双股流螺旋缠绕管式换热器设计计算方法

权利要求书

1.双股流螺旋缠绕管式换热器设计计算方法，其特征在于：双股流螺旋缠绕管式换热器设计计算方法包括双股流螺旋缠绕管式换热器流速计算、双股流螺旋缠绕管式换热器雷诺数计算、双股流螺旋缠绕管式换热器普朗特数计算、双股流螺旋缠绕管式换热器总传热系数计算及双股流螺旋缠绕管式换热器有效换热高度计算五个主要换热工艺计算过程。

2.根据权利要求1所述双股流螺旋缠绕管式换热器流速计算过程，其特征在于：

壳侧计算平均体积流量

V_o平＝(V_o进－V_o出)/ln(V_o进/ V_o出)

式中：

V_o平――壳侧对数平均流量，m³/h；

V_o进――壳侧进口流量，m³/h；

V_o出――壳侧出口流量，m³/h；

v_o平＝V_o平/ (3600A)

式中：

v_o平――壳侧流体平均流速，m/s；

A――壳侧通流截面面积，m²；

壳侧单相流动液体体积流量

V_Lo平＝(V_Lo进－V_Lo出)/ln(V_Lo进/ V_Lo出)

式中：

V_Lo进――壳侧液体进口流量，m³/h；

V_Lo出――壳侧液体出口流量，m³/h；

壳侧液体流速

v_Lo平＝V_Lo平/ (3600A)

式中：

v_Lo平――壳侧液体平均流速，m/s；

单相流动气体体积流量

V_vo平＝(V_vo进－V_vo出)/ln(V_vo进/ V_vo出)

式中：

V_vo进――壳侧液体进口流量，m³/h；

V_vo出――壳侧液体出口流量，m³/h；

壳侧气体流速

v_vo平＝V_vo平/ (3600A)

式中：

v_vo平――壳侧气体平均流速，m/s；

壳侧两相混合流动时的平均流速

v_o平=R_Tov_Lo平+(1－R_To)v_vo平

式中：

R_To――液体体积分率；

R_To=V_Lo平/(V_Lo平+ V_vo平)；

V_Lo平――壳侧液体平均体积流量，m³/h；

V_vo平――壳侧气体平均体积流量，m³/h；

V_Lo平＝(V_Lo进－V_Lo出)/ln(V_Lo进/ V_Lo出)；

V_vo平＝(V_vo进－V_vo出)/ln(V_vo进/ V_vo出)；

螺旋管（1）内对数平均流速

V_1i平＝(V_1i进－V_1i出)/ln(V_1i进/ V_1i出)

式中：

V_1i平――螺旋管（1）侧对数平均流量，m³/h；

V_1i进――螺旋管（1）侧进口流量，m³/h；

V_1i出――螺旋管（1）侧出口流量，m³/h；

v_1i＝V_1i平/ a_in₁

式中：

v _1i――螺旋管（1）内流体流速，m/s；

a_1i――螺旋管（1）内管道通流截面面积，m²；

n₁――螺旋管（1）管道数量；

螺旋管（1）内两相混合流动时的平均流速

v_1i平=R_T1i v_L1i平+(1－R_T1i)v_v1i平

式中：

R_T1i――液体体积分率；

R_T1i =V_L1i平/(V_L1i平+ V_v1i平)；

V_L1i平――螺旋管（1）侧液体平均体积流量，m³/h；

V_v1i平――螺旋管（1）侧气体平均体积流量，m³/h；

V_L1i平＝(V_L1i进－V_L1i出)/ln(V_L1i进/ V_L1i出)；

V_v1i平＝(V_v1i进－V_v1i出)/ln(V_v1i进/ V_v1i出)；

螺旋管（2）内对数平均流速

V_2i平＝(V_2i进－V_2i出)/ln(V_2i进/ V_2i出)

式中：

V_2i平――螺旋管（2）对数平均流量，m³/h；

V_2i进――螺旋管（2）进口流量，m³/h；

V_2i出――螺旋管（2）出口流量，m³/h；

v _2i＝v_2i平/ a_2in₂

式中：

v _2i――螺旋管（2）内流体流速，m/s；

a_2i――螺旋管（2）内管道通流截面面积，m²；

n₂――螺旋管（2）管道数量；

螺旋管（2）内两相混合流动时的平均流速

v_2i平=R_T2i v_L2i平+(1－R_T2i)v_v2i平

式中：

R_T2i――液体体积分率；

R_T2i =V_L2i平/(V_L2i平+ V_v2i平)；

V_L2i平――螺旋管（2）侧液体平均体积流量，m³/h；

V_v2i平――螺旋管（2）侧气体平均体积流量，m³/h；

V_L2i平＝(V_L2i进－V_L2i出)/ln(V_L2i进/ V_L2i出)；

V_v2i平＝(V_v2i进－V_v2i出)/ln(V_v2i进/ V_v2i出)；

计算过程中采用对数平均值法按气液分相计算及混合两相流平均方法计算流速。