[发明专利]一种螺旋缠绕管式换热器换热分析系统

权利要求书

1.一种螺旋缠绕管式换热器换热分析方法，其特征在于，所述螺旋缠绕管式换热器换热分析方法包括：

缠绕管的选择计算；

流体介质物性参数计算；各种流体介质的基本物性参数是通过查找工艺手册或标准获得的，比如密度和粘度；在设计缠绕管式换热器时，根据种流体介质的基本物性参数，需计算管内导热系数及传热系数和壳侧导热系数；

管道排列与配管方法计算，多股和多级需分别计算每种介质管子数s₁、s₂……s_n，其次计算出每种介质所需要的管缠层数，再计算缠绕管上升距离、缠绕管上升角和芯筒直径；

几何参数计算，首先需计算换热管的尺寸、确定管子数、管缠层数、缠绕管上升距离、缠绕管上升角和芯筒直径，其次计算筒体、封头、接管以及其它附件尺寸；

传热系数计算；

管壳程压力损失；

结构设计计算，根据用户给定设定条件，计算压力、温度和设备选用材料等，计算筒体和封头尺寸以及接管和其它附件尺寸；

将所有的设计计算结果保存在Excel表格中，由Matlab调用Microsoft Excel的Worksheet对象，并访问在Excel应用程序中的从属对象属性和方法，对计算结果进行分析和比较。

2.如权利要求1所述的螺旋缠绕管式换热器换热分析方法，其特征在于，所述缠绕管的选择计算包括：

在同一个换热器中应使用相同规格的管子，管壁厚公式：

式中，δ：管道的管壁厚；p_c：工况下的工作压力；d₀：管道外径；Φ：焊缝系数；[δ]^t：对应温度许用应力，值取和中的较小值；多股和多级的换热器有很多根管子，根据每根管子的参数，计算出每根管子的厚壁，选取最大的厚壁作为最终的规格标准；

(1)单股管束的确定

①假设管内流速v_i，根据选取好的管子规格和流体流量来假设管内流速v_i；

②求得理论所需管束：

式中：G_i：体积流量，m³/h；

v_i：流体流速，m/s；

ρ_i：流体密度，Kg/m³；

(2)多股和多级的管子根数的确定，多股和多级需分别计算每种介质管子数s₁、s₂……s_n；

①各种介质的管内流速v_i，根据选取好的管子规格和流体流量来假设管内流速v₁、v₂……v_n；

②求得理论所需各种介质的管束：

式中：G_i：体积流量，m³/h；

v_i：流体流速，m/s；

ρ_i：流体密度，Kg/m³

由各管内流体参数计算出s₁、s₂……s_n。