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容器夹套分析讲解

夹套内常用的介质有蒸汽、导热油、冷却水、真空绝热介质等。使用夹套的目的一般是加热或冷却容器及其内部介质,也可作为容器的密封绝热室。

01整体夹套

整体夹套有U型和圆筒型两种。

U型夹套是圆筒部分和下封头都包有夹套,传热面积大。

圆筒型夹套仅在圆筒部分有夹套,传热面积小,适用于换热量要求不大的场合。

冷热介质流过夹套时,其流动横截面积为夹套与筒体的环形面积,流通面积大,流速低,传热性能相对较差。

内筒体根据设计要求需要进行内压和外压计算,如内筒体负压状态,夹套筒体在正压状态,承载的压力就是(夹套+内筒体),一般内筒体壁厚经计算相应增加厚度。

一般用在换热量需求小的情况,夹套内流通面积大,流动速度慢,温度梯度变化小,热损失大,传热性能较差,随着容积的增加,内筒壁需加厚来克服外压保持不失稳,增加的壁厚导致设备笨重且传热效率降低。

02半管夹套

半管以螺旋缠绕的方式焊接固定于容器本体之上,螺旋半管可采用单根半管也可选用两根半管并列缠绕(双通道)。

半管截面可以是半圆环截面或者弓形环截面。半管夹套的优点是由于容器本体被半管夹套加强,因此可减薄在夹套压力下的本体壁厚,尤其对大直径容器节省材料更明显。

此外,半管夹套可适用于较高压力的工作条件(夹套压力最高可达6.3MPa)。缺点是夹套与本体的焊接焊缝长,夹套成型精度要求高,因此在一定程度上增加了制造成本。

传热效果上的优越性,整体夹套内介质流通面积较大,流速较慢,而且易形成短路,在需要快速降温的场合下,传热效果更不理想,半管夹套面积小,介质流动速度快,传热效果好。

03蜂窝夹套

蜂窝夹套以整体夹套为基础,采取冲孔,短管加强措施演变而成。

蜂窝夹套由于介质流动面积小,使得流体在夹套内的流动速度增加,在同样流量情况下相对整体夹套而言提高3~10倍。由于其外表面存在众多的蜂窝孔,焊缝受力情况比较复杂,因此内筒体与夹套进行焊接时易变形,导致焊缝开裂引起泄露。

流体在与蜂窝点多次碰撞后形成局部小涡流,此时大量的蜂窝在夹套内起着干扰流体流动的作用,流体在流经蜂窝点时就要被扰流,不断改变流体流动的方向流动速度,从而形成紊流,破坏或减薄了原来的层流层,从而是冷热交换加速 ,提高了换热效率。

整体夹套:传热面积大,流通面积大,流速低,传热性能相对较差,一般内筒体壁厚相对厚,一般用在换热量需求小的情况。

半管夹套:优点是容器本体被半管加强,可减薄本体壁厚,对大直径容器节省材料更明显。缺点是夹套与本体的焊接焊缝长。半管夹套面积小,介质流动速度快,传热效果好。

蜂窝夹套:焊缝受力情况比较复杂,内筒体在焊接时易变形,导致焊缝开裂引起泄露。蜂窝在夹套起着干扰流体流动的作用流经蜂窝点时被扰流,从而是冷热交换加速,提高了换热效率。

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