HTRI Xchanger Suite 5.0
? Tube thermal conductivity：指定管材料的热传导性。当你的管材不在IST提供的材
料库中时，就需要输入此值。
? Taper angle-锥形度：只应用在管侧逆流冷凝模拟中，设臵管子底部的锥度。这一角
度水平测量，其值范围0～75。
? Tubepass Arrangement panel：换热器管束中管程的设臵和通路的宽度设臵。在此面
板中，出现对称排列开关。
? Number of parallel passlanes：设定平行于交叉流的管通路的数量。对无折流板换热
器，这里设臵：
1. 水平壳程：垂直管通路的数量
2. 垂直壳程：平行于壳侧管入口中心线的管通路的数量。
－Baffles Geometry：指定折流板的几何形状，定义其尺寸、类型、间距和其他一些设计参
数，最重要的参数就是Baffle Spacing和Baffle Cut。除了K型壳程和X型壳程外，其余所有的壳程类型都可以使用折流板。对核算和模拟来说，你必须输入任何一个壳程交叉路数或者中心间隔；其他数据可用默认值或由IST计算。折流板类型(Type)如下： ? Single-segmental：最常用的折流板类型，能最有效的把压降转移到热交换中。 ? Double-segmental：当你利用单折流板无法满足压降限制时，就可以使用双折流板方
式。
? Segmental/NTIW：No-tubes-in-window（NTIW，弓形区不排管），即弓形缺口区（折
流板窗口区）不布管，可保证所有管子都得到全部折流板的支承，一般用在当管振动破坏需要考虑时。它具备以下特点： a 压降只有单弓形折流板的1/3左右；
b 壳程流动均匀且类似理想管束、传热系数高、不易结垢； c 窗口区压降很小、旁路及泄流量小； d
弓形缺口区不排的管子大约15%~25% ，可采用较小弓形缺口、提高壳程流速或适当调大壳径以便维持相同数量管子。
? None：无折流板
Cut orientation：切割定位，设臵有以下几种：
－Program sets：default。IST根据工艺条件、关口位臵等设定，Design时通常选择此项。 －Perpendicular(垂直)：当壳侧是沸腾流体时，考虑水平切割（管入口在上部的垂直切割）折流板或者垂直定向；在重力控制流体的流动时，垂直切割（管入口在上部的水平切割）折流板会引起相分离。
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－Parallel（水平）：如果折流板切割方向与管口中心线平行，折流板间隔的入口和出口就产生旁路，这样就降低了设备的性能。
Cut：对大多数模拟，IST会确定折流板切割方向，使得热传递和压降达到最优化，一般20％~49%壳径，20%最佳（相同膜传热系数下压降最小），切口太大会形成滞流区，切口太小压降太大。
水平切口：
（1）少于4管程的U型管换热器；
（2）壳侧是单相流体，且污垢系数不大于0.00061m2?h?℃/kcal； (3) 所有竖直安装的换热器。
竖直切口：
（1）两相流流体或“F”型换热器；
（2）除水平切口所要求的换热器外，均为竖直切口。
Crosspasses：你必须至少输入折流板数或主要的折流板间隔中的一个数值。如果你两个都输入，并且你的数值与管长不一致的话，IST就改变折流板数但保留主要的折流板间隔数值。这个数值对计算的换热量和压降都产生影响。小的折流板间隔一般会增大流速和热传递系数，但它会增大压降并会导致换热管的振动。折流板主要间距低于80％的TEMA最大间距可避免换热管振动的问题。较好的模拟点是折流板间距是壳内径的40％。
Window area：窗口区域占整个区域（total window area- area of tubes in window）的百分比。如果你：
输入这个数值→IST计算折流板切割高度；在折流板输入面板上指定折流板切割→IST忽略此区域的值；
输入的值超过最大值→IST忽略此值并设臵折流板切割的最佳值。
Spacing影响壳程物流的流向和流速，范围1/5D~1D，40~50%D最佳，最小间距为壳程内径的20％，且不要小于50mm，一般取值为壳内径的30％－45％。通常不是首选填写项，如需填写，则先参考Design mode下run出的crosspasses值填入。
折流板间距可以是不等距的，进口/出口间距大于板间间距。选中“Baffle Spacing”下的“variable”复选框，就可以在“Variable Baffle Spacing”面板中输入需要的间距。 －Clearance：所有的数据都是选填的，程序在计算后会给出默认值。这些值会影响模拟的
结果。如果管束和壳体的直径空隙大于30mm，应首先考虑使用密封条。
－Nozzles(管口面板)： 在此可以定义壳侧和管侧管口的尺寸、数量、位臵和型式。尺寸要
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求：Nozzle的尺寸要小于等于50%Shell ID，通常Nozzle最小尺寸为2\。 ? Number at each position（inlet and outlet）：软件默认值为1。 ? Nozzle IDs（inlet and outlet）：
－如果你输入了一个允许压降的最大值，IST利用允许压降的12.5％来定义蒸气和两相管口的尺寸。每一个液相管口的尺寸定义利用了5％的允许压降；
－如果你未输入最大允许压降，IST利用允许最大流速(声速的20％)的25％来定义蒸气和两相管口的尺寸，每一个液相管口的尺寸定义利用0.5psi(3.447kPa)的压降； －在处理两相流时，要指定一个液相管出口来排出液体。
? Shellside nozzle locations（与U型管或壳侧纵向定位相关）：壳侧管口位臵的默认值由
工艺条件确定。
－对水平和倾斜壳程要指定入口管的位臵：Top→默认当壳侧为单相流或冷凝流体时、Bottom→默认当壳侧为沸腾流体时、Side。壳侧为竖直时，默认入口管位臵在前封头。 －指定与入口管位臵相关的壳侧出口管位臵：有三个选择，分别是Program decides、Same side as inlet、Opposite from inlet。一般IST把水平壳侧冷凝的出口管位臵放在底部，把水平壳侧沸腾的出口管放在顶部，软件的默认值是Program decides。 －U型管，如果已知入口管在前封头，那要考虑出口管的位臵；反之亦然。 －Inlet ID：指定壳侧和管侧的入口管内径；
－Number at each position：指定壳侧和管侧的入口管数量； －Outlet ID：指定壳侧和管侧的出口管内径；
－Number at each position：指定壳侧和管侧的出口管数量； ? Nozzle Sizes：如果IST计算管口尺寸的话，用以下表中的数据：
－壳侧管口最大尺寸：一壳程：ID＝90％的壳程ID；二壳程：ID＝80％的壳程ID； －管侧管口最大尺寸：随着管程数量的不同而占壳程ID的百分比不同。具体的比例如表二所示。 表二： 管程1 数 ％壳90 ID ? Impingement panel（缓冲挡板）：壳侧进口区域防冲板的类型和形状的设臵。
－需要设臵的情形：a)非腐蚀性单相流体：?V2?2232kg/m?s21500lb/ft?sec2；
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腐蚀性单相流体：?V2?740kg/m?s2
b)定义了壳侧冷凝； c)
定
义
了
壳
侧
沸
腾
并
且
入
口
管
?V2?744kg/m?s2?500lb/ft?sec2?。
－防冲板的类型：圆盘(设臵它的直径、厚度、防冲高度)、方形盘（长度、宽度、防冲高度）和棒格栅型（排数、直径）。 (1)流体诱发振动(FIV)最容易产生破坏的区段：
a. 管束中两块折流板间距最大的未支承的中间跨度；b. 管束周边在弓形折流板口区的管子；
c. U形管束的U形弯处；
d. 壳程进口管口下的管子；
e. 管束旁流和管程分程隔板流道内的管子。
(2)防FIV设计及调整措施：
a.减小无支承管跨:调整折流板间距 或 采用弓形区不布管，折流板间距值不小于1/5的Shell ID，流体全蒸汽或两相时最大值为450mm；
在改造项目中，有时相同的壳体设计，原本没有FIV问题，但在仅改变换热管材质后也有可能会产生FIV问题。例如，原设计是碳钢或合金钢管，更换为薄壁管如钛管，其刚性减小，因此需要比原设计增加支承板来避免FIV产生。在改造设计或实际改造中有可能会遇到此类问题。 b.设臵U形弯头支承；
c.设臵密封板/条以便增加流阻和限制在临界截面处的流动(如管束旁流区和分程隔板处)；
d.减少壳程流量(较少采用，除必要时)或增大壳径； e.放大壳程进口管口；
f.设臵壳程进口防冲挡板；
g.如果允许改变壳体形式，可将 E 型改为 X 或 J 型； h.改用双弓形折流板；
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