傳熱與換熱器技術(shù)交流

傳熱及換熱器技術(shù)交流湖北登峰換熱器有限公司杭州工程中心崔玉濤2023/1/192換熱器的分類(lèi)按換熱原理分：間壁式換熱器：冷、熱流體被固體傳熱表面隔開(kāi)，而熱量的傳遞通過(guò)固體傳遞面而進(jìn)行。直接接觸式換熱器：冷、熱流體直接接觸進(jìn)行熱量交換。蓄熱式換熱器：冷、熱流體交替通過(guò)傳熱表面，冷流體通過(guò)時(shí)貯存冷量，熱流體通過(guò)時(shí)取走冷量。2023/1/193按工藝功能分類(lèi)（1）冷卻器：冷卻工藝物流的設(shè)備。（2）加熱器：加熱工藝物流的設(shè)備。（3）再沸器：用于蒸發(fā)蒸餾塔底部的物料設(shè)備；分熱吸（4）冷凝器：蒸餾塔頂物流的冷凝或者反應(yīng)器冷凝循環(huán)回流的設(shè)備。（5）蒸發(fā)器：專門(mén)用于蒸發(fā)溶液中水分或者溶劑的設(shè)備。（6）過(guò)熱器：對(duì)飽和蒸汽再加熱升溫的設(shè)備。（7）廢熱鍋爐：由工藝的高溫物流或者廢氣中回收其熱量而產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。2023/1/194按傳熱方式的結(jié)構(gòu)分類(lèi)管殼式：固定管板式、浮頭式、填料函式、U形管式板式：波紋板式、板翅式、螺旋板式、傘板式管式：空冷器、套管式、噴淋管式、箱管式液膜式：升降膜式、刮板薄膜式、離心薄膜式其它型式：板殼式熱管2023/1/195常用換熱器型式固定管式換熱器2023/1/196常用換熱器的各種型式浮頭式換熱器2023/1/1972023/1/1982023/1/199折流板是設(shè)置在殼體內(nèi)與管束垂直的弓形或圓盤(pán)－圓環(huán)形平板，如圖所示。安裝折流板迫使殼程流體按照規(guī)定的路徑多次橫向穿過(guò)管束，既提高了流速又增加了湍流速度，改善了傳熱效果，在臥式換熱器中折流板還可起到支撐管束的作用。2023/1/1910常用換熱器的各種型式U形管式換熱器2023/1/1911常用換熱器的各種型式U形管式換熱器2023/1/1912壓縮機(jī)級(jí)間冷卻器2023/1/1913中間冷卻器有壓縮機(jī)之肺的形象比喻,它的冷卻效果和可靠性直接影響壓縮機(jī)的氣動(dòng)性能和整機(jī)效率。在氣-水換熱中,氣側(cè)的傳熱系數(shù)與水側(cè)的傳熱系數(shù)相至少一個(gè)數(shù)量級(jí),強(qiáng)化氣側(cè)傳熱系數(shù),是增大總傳熱系數(shù),提高換熱效率的關(guān)鍵。級(jí)間冷卻器2023/1/19142023/1/1915板翅片在氣-水換熱中,氣側(cè)的傳熱系數(shù)與水側(cè)的傳熱系數(shù)相至少一個(gè)數(shù)量級(jí),強(qiáng)化氣側(cè)傳熱系數(shù),是增大總傳熱系數(shù),提高換熱效率的關(guān)鍵。氣體在翅片間的流通面積大、流程短，壓力損失小。復(fù)合翅片管2023/1/1916復(fù)合翅片管是在基管外套一厚壁鋁管,通過(guò)專用軋輥,將鋁管扎制成規(guī)定高度的翅片,同時(shí)翅片根部殘留的鋁管部分被牢牢地?cái)D壓扎緊在基管上軋制的過(guò)程也是鋁翅片冷作硬化的過(guò)程,加之后續(xù)的堿洗,烘干,翅片表面形成氧化膜,起到了防腐的作用。這種翅片管的整體性好,具有結(jié)合緊密，熱阻小，耐熱震和機(jī)械震動(dòng)，熱膨脹性能好，且具有可觀的擴(kuò)展換熱面,傳熱性能好。在長(zhǎng)期冷熱工況下不易變形、工作壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在一些重要項(xiàng)目,重大產(chǎn)品上多采用此類(lèi)翅片管做中間冷卻器,效果很好。用這種翅片管制成的換熱器，效果領(lǐng)先于串片或繞片式換熱器。2023/1/19復(fù)合翅片管換熱設(shè)備性能主要衡量指標(biāo)

效率要高。效率高就要求其傳熱系數(shù)大，傳熱系數(shù)是指在單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上溫度每變化一度所傳遞的熱量。結(jié)構(gòu)緊湊。要使換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊就要求其比表面積大，比表面積是指單位體積的換熱設(shè)備所具有的傳熱面積，即傳熱面積與換熱設(shè)備體積之比。節(jié)省材料。要做到此點(diǎn)要求其比重量要小，所謂比重量是指單位傳熱面積所耗用的金屬量，即換熱設(shè)備總金屬用量與傳熱面積之比。壓力降要小。流體在設(shè)備中流動(dòng)阻力小、壓力損失就小，節(jié)省動(dòng)力、操作成本降低。要求結(jié)構(gòu)可靠、制造成本低，便于安裝、檢修、使用周期長(zhǎng)

其中溫度變化范圍和允許壓力損失范圍從數(shù)值上看波動(dòng)范圍小,但這兩項(xiàng)指標(biāo)恰恰是中冷器必須嚴(yán)格遵循指標(biāo),是保證壓縮機(jī)在性能曲線上運(yùn)行的前提。2023/1/1918傳熱計(jì)算原理2023/1/19192023/1/1920溫度變化曲線熱流體冷流體傳熱量計(jì)算2023/1/1921冷卻水消耗量計(jì)算2023/1/19222023/1/1923逆流與順流及對(duì)數(shù)平均溫差換熱管是管殼式換熱器的傳熱元件，它直接與兩種介質(zhì)接觸，所以換熱管的形狀和尺寸對(duì)傳熱有很大的影響。小管徑利于承受壓力，因而管壁較薄且在相同的殼徑內(nèi)可以排列較多的管子，使換熱器單位體積的傳熱面積增大、結(jié)垢緊湊，單位傳熱面積金屬耗量少，傳熱效率也稍高一些，但制造麻煩，且小直徑管子易結(jié)垢，不易清洗。所以一般對(duì)清潔流體用小直徑管子，粘性較大的或污染的流體采用大直徑管子。本行業(yè)常用換熱管為：Φ16、Φ18及Φ19；換熱管在管板上的排列形式有正三角形、轉(zhuǎn)角正三角形、正方形和轉(zhuǎn)角正方形等。三角形排管多，結(jié)構(gòu)緊湊，但管外清洗不方便；正方形排管少，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，但管外清洗較方便。一般在固定管板式換熱器中多用三角形排列，浮頭式換熱器多用正方形排列2023/1/1924換熱管直徑的選擇

及換熱管的排列方式2023/1/1925結(jié)垢的危害換熱器在運(yùn)行一段時(shí)間后，流體介質(zhì)中的可沉積物會(huì)在換熱表面上生成垢層，有時(shí)換熱面還會(huì)被流體腐蝕而形成垢層，垢層產(chǎn)生附加熱阻，使總傳熱系數(shù)減小，傳熱速率顯著下降，因垢層導(dǎo)熱系數(shù)很小，即使厚度不大，垢層熱阻也很大，往往會(huì)成為主要熱阻，必須給予足夠重視。污垢系數(shù)在整個(gè)中冷器運(yùn)行中是一個(gè)逐漸增大的數(shù)值,它的存在對(duì)有效換熱是一種阻礙(也稱熱阻),在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以重視,通常污垢系數(shù)的取值是在最?lèi)毫庸r下且滿足中冷器