循环系统设计是核心环节,需精准匹配循环泵参数与管路布局。循环泵的选型需依据料液的流量、粘度、腐蚀性及含固量确定,对于高粘度物料(粘度>50cP),应选用低转速螺杆泵或齿轮泵,其叶轮设计需满足 2-5m/s 的管内流速要求;含固量>10% 的物料则需配备耐磨型离心泵,叶轮采用双相钢材质以抵抗颗粒冲刷。管路直径计算需结合雷诺数公式(Re=ρvd/μ),确保流动状态处于湍流区(Re>4000),通常主管直径比加热管直径大 2-3 个规格,例如加热管采用 φ57mm 时,主管宜选用 φ108mm,以减少局部阻力损失。此外,管路需设置合理的坡度(1%-3%)和排气阀,避免气蚀现象发生。
加热室设计需兼顾传热效率与结构强度。加热管的排列方式优先选择等边三角形排列,在相同壳径下可增加 20%-30% 的换热面积,常用管长与管径比控制在 20-30 之间(如 φ57×3.5mm 的加热管,长度宜为 1.5-2m)。管板与加热管的连接采用胀接加焊接工艺,确保耐压≥1.6MPa 且无泄漏。加热介质进出口位置需对称布置,形成错流换热,同时设置折流板,使壳程介质流速达到 0.5-1.5m/s,提高壳程传热系数。热补偿设计不可忽视,当加热温度>150℃时,需采用 U 型管或浮头式结构,避免温差应力导致设备变形。
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