Medidas antivibraciones de los tubos del intercambiador de calor.

- Apr 06, 2020-

El intercambiador de calor es un equipo de transferencia de calor para la transferencia de calor cuando hay una diferencia de temperatura entre dos o más tipos de fluidos. Es ampliamente utilizado en las industrias del petróleo, industria química, energía, metalurgia, refrigeración, medicina, electricidad, alimentos, etc., como calentamiento, enfriamiento, evaporación y concentración en fase líquida. Hay dos razones principales para la vibración de la tubería del intercambiador de calor: una es causada por una fuente de excitación externa. Uno es la excitación de flujo de fluido, y se divide en vibración de excitación del lado del tubo y del lado de la carcasa. En general, la amplitud de vibración de la excitación del flujo en el lado del tubo es pequeña y el daño no es grave, lo que puede descuidarse. Sin embargo, cuando la velocidad de flujo es mucho mayor que la velocidad de flujo normal, se debe considerar la excitación del lado del tubo. La vibración en el intercambiador de calor es excitada principalmente por el medio en el lado de la carcasa. Además, a medida que el equipo se hace más grande y la velocidad del lado de la carcasa aumenta tanto como sea posible para mejorar la transferencia de calor, hay muchos casos de vibración del intercambiador de calor inducida por el flujo transversal de fluido. Los métodos para prevenir la vibración son los siguientes:

1. Se agrega un deflector longitudinal al intercambiador de calor para evitar la vibración acústica, a fin de reducir la formación de ondas elásticas y mecánicas no axiales, y para cambiar la diferencia entre la frecuencia de vibración acústica de la columna de gas y la frecuencia de vibración de turbulencia . El fenómeno de vibración puede reducirse con esta configuración adicional. El método de operación específico es agregar varios deflectores longitudinales en la carcasa a lo largo de la dirección del flujo y colocarlos en la posición del vientre de la onda del tipo de onda de vibración acústica, para cambiar la longitud característica de la dimensión transversal en el equipo.

2. Con la premisa de satisfacer el efecto de transferencia de calor del intercambiador de calor, para evitar la vibración del haz de tubos, la velocidad de flujo del fluido debe reducirse lo más posible, el número de Reynolds debe controlarse dentro de un cierto rango, la frecuencia de vibración inducida por fluidos en el lado de la carcasa debe reducirse, y debe evitarse la resonancia. Este es un método efectivo y directo para prevenir la vibración del paquete, pero se debe considerar la eficiencia de transferencia de calor.

3. El aumento de la frecuencia de vibración natural de la tubería puede reducir en gran medida la posibilidad de resonancia, y la forma más efectiva es reducir el tramo. La frecuencia natural de la tubería es inversamente proporcional al tramo.

4. El método más efectivo para prevenir la aparición de vibración elástica fluida en el paquete es aumentar la rigidez del paquete y aumentar su frecuencia natural. Por ejemplo, los puntos de soporte de la tubería se aumentan apropiadamente para acortar la longitud del tramo de la tubería sin soporte, optimizar la estructura, aumentar el módulo elástico de los componentes relevantes, aumentar el momento de inercia del material y aumentar el grosor de la tubería. tubo de pared y deflector. En los parámetros de diseño que determinan las características inherentes del haz de tubos, la influencia del radio de la sección de la tubería es mayor que el espesor de la pared, por lo que se puede aumentar el diámetro efectivo de la tubería. La práctica ha demostrado que el diámetro del orificio del tubo deflector es ligeramente mayor que el diámetro exterior del tubo del intercambiador de calor de 0.25-0.35 mm, lo que puede evitar efectivamente la vibración del haz de tubos. Al mismo tiempo, la esquina circular con cierto radio se invierte en todos los orificios de la tubería en el deflector, lo que puede reducir efectivamente el desgaste causado por la vibración del haz de tubos.

5. En el proceso de producción real, la temperatura y la presión a menudo fluctúan con frecuencia debido a un funcionamiento incorrecto, lo que conduce a la falla por fatiga del haz de tubos de intercambio de calor debido a la carga cíclica. Para mejorar el límite de fatiga del equipo, el ciclo de arranque y apagado del equipo se puede controlar de manera efectiva, y los instrumentos de detección correspondientes se pueden usar para el monitoreo en línea en tiempo real. Una vez que se encuentran condiciones anormales, la operación se puede cambiar a tiempo. Para evitar la fluctuación excesiva del fluido en el haz de tubos, el cambio excesivo de la velocidad de flujo del fluido y la erosión directa del haz del tubo del intercambiador de calor por el medio de flujo de líquido, se puede tomar para configurar la placa de impacto o el tubo guía o el desviador en la entrada de fluido del haz de tubos del intercambiador de calor.

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