認識實習(xí)-傳熱-2014

換熱設(shè)備3.三種傳熱方式：熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）、熱對流、熱輻射概述1.換熱器：實現(xiàn)熱量傳遞過程的裝置。2.換熱器的作用：加熱原料、冷卻產(chǎn)品、余熱回收。3熱量傳遞的三種基本方式：導(dǎo)熱、對流、輻射輻射傳熱自然界與生產(chǎn)過程到處存在溫差—傳熱很普遍對流換熱第4章傳熱傳熱過程在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用加熱或冷卻換熱保溫

強化傳熱過程削弱傳熱過程

冷熱流體的接觸方式一、直接接觸式板式塔

二、蓄熱式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)較簡單耐高溫缺點：設(shè)備體積大有一定程度的混合低溫流體高溫流體三、間壁式

傳熱面為內(nèi)管壁的表面積

套管換熱器冷流體t1t2熱流體T1T2列管換熱器傳熱面為殼內(nèi)所有管束壁的表面積

熱流體T1T2冷流體t1t2

傳熱的目的：1）加熱或冷卻，使物料達到指定的溫度；2）通過換熱，回收利用熱量；3）保溫，以減少熱損失。典型換熱設(shè)備：間壁式換熱器(冷,熱流體間換熱)

例：列管換熱器(4)傳熱在工業(yè)的應(yīng)用穩(wěn)態(tài)傳熱：各點溫度分布不隨時間而改變非穩(wěn)態(tài)傳熱：各點溫度隨位置和時間而變（3）穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱列管換熱器(間壁式)南方的房子北方的房子同樣的溫度，南方的房子內(nèi)的溫度低于北方的房子，為什么？問題1：空心磚真空玻璃窗戶換熱器問題2：CompanyLogoCompanyLogo我來自瑞士，光是翅膀就有72公尺喔！4.5換熱器及其傳熱速率分類:①按用途---加熱器、冷卻器、冷凝器、再沸器、蒸發(fā)器等。②按傳熱特征直接接觸式：冷、熱直接混合。

蓄熱式：

間壁式：冷、熱兩流體由金屬壁隔開，不直接接觸，熱流體冷流體thtcth,wtc,wΦΦ流體通過間壁的熱交換冷流體熱流體熱流體冷流體

蓄熱式換熱器示意圖4.7.1間壁式換熱器的類型(1)夾套式換熱器

◎結(jié)構(gòu)：夾套式換熱器主要用于反應(yīng)過程的加熱或冷卻，是在容器外壁安裝夾套制成。

◎優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單。

◎缺點：傳熱面受容器壁面限制，傳熱系數(shù)小。為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻，可在釜內(nèi)安裝攪拌器。也可在釜內(nèi)安裝蛇管。加熱蒸汽釜冷凝水物料物料攪拌器

夾套式換熱器(2)沉浸式蛇管換熱器

◎結(jié)構(gòu)：這種換熱器多以金屬管子繞成，或制成各種與容器相適應(yīng)的情況，并沉浸在容器內(nèi)的液體中。

◎優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，便于防腐，能承受高壓。

◎缺點：由于容器體積比管子的體積大得多,因此管外流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小。

為提高傳熱系數(shù)，容器內(nèi)可安裝攪拌器。

蛇管的形狀(3)噴淋式換熱器◎結(jié)構(gòu)：多用于冷卻管內(nèi)的熱流體。將蛇管成排地固定于鋼架上，被冷卻的流體在管內(nèi)流動，冷卻水由管上方的噴淋裝置中均勻淋下，故又稱噴淋式冷卻器。

◎優(yōu)點：傳熱推動力大，傳熱效果好，便于檢修和清洗。

◎缺點：噴淋不易均勻。直管水槽

噴淋式冷卻器（4）套管式換熱器◎結(jié)構(gòu)：將兩種直徑大小不同的直管裝成同心套管，并可用U形肘管把管段串聯(lián)起來，每一段直管稱作一程。

◎優(yōu)點：進行熱交換時使一種流體在內(nèi)管流過，另一種則在套管間的環(huán)隙中通過。流速高，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，逆流流動，平均溫差最大，結(jié)構(gòu)簡單，能承受高壓，應(yīng)用方便。外管內(nèi)管套管式換熱器

列管式換熱器又稱為管殼式換熱器，是最典型的間壁式換熱器，歷史悠久，占據(jù)主導(dǎo)作用。

◎優(yōu)點：單位體積設(shè)備所能提供的傳熱面積大，傳熱效果好，結(jié)構(gòu)堅固，可選用的結(jié)構(gòu)材料范圍寬廣，操作彈性大，大型裝置中普遍采用。

重點介紹：固定管板式浮頭式U型管式。（5）列管式換熱器2023/1/31Qingdaouniversityofscienceandtechnology29①列管式換熱器的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：殼體、管束、管板、折流擋板和封頭。一種流體在管內(nèi)流動，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。管束結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意

單程：流體在管內(nèi)每通過管束一次——一管程；流體在管外每通過殼體一次——一殼程。多程：

◆多管程：封頭內(nèi)設(shè)置分程隔板單管程→多管程?！舳鄽こ蹋合喈斢趩螝こ檀?lián)，傳熱面積↑。單管程固定管板換熱器tc1tc2th1th2管程分布：雙管程固定管板換熱器流通截面積：傳熱面積：說明：管程數(shù)↑，流通截面積↓，管內(nèi)流速↑，hi↑，強化傳熱。單管程換熱器管、殼程流體流動雙管程換熱器內(nèi)的流體流動安裝：上下安裝，常用；左右安裝，排液不暢時采用。常用形式：弓形，圓盤形。

折流擋板作用：提高殼程流體湍動程度(Re>100湍流),↑h0，強化傳熱。沖刷沉積物，減小污垢熱阻；對殼體起支撐作用。代價：殼體阻力↑，系統(tǒng)動力消耗↑。

弓形圓盤形管板折流板單殼程水平圓缺形折流板管殼式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖單殼程圓盤形折流板管殼式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖管板折流板②列管式換熱器的分類及特點原因：管、殼溫度不同，產(chǎn)生熱應(yīng)力，結(jié)果：Δt＞50℃時，管彎曲、斷裂或管板變形固定管板式

——安裝膨脹節(jié)；浮頭式換熱器

——本身具有補償能力；U形管式換熱器

——本身具有補償能力。分類：根據(jù)所采取的溫差補償措施，列管式換熱器可分為：為此，采用各種補償辦法，消除或減小熱應(yīng)力。a）固定管板式換熱器特點：*結(jié)構(gòu)簡單，成本低；*可能產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；

*殼程不易機械清洗；適用：

*殼程流體不易結(jié)垢或容易化學(xué)清洗；

*殼體與傳熱管壁溫度之差小于50C，否則加膨脹節(jié)。單管程固定管板換熱器帶膨脹節(jié)的固定管板換熱器b）浮頭式換熱器結(jié)構(gòu):浮頭式換熱器特點：消除了溫差應(yīng)力、便于清洗和檢修；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高；適用：應(yīng)用廣泛。U型管換熱器內(nèi)的流體流動c）U形管式換熱器結(jié)構(gòu):特點：具有溫度補償作用；管程不易清清洗。適用：可用于高溫高壓，適用于管程為潔凈而不易結(jié)垢的流體。U型管換熱器內(nèi)的流體流動◆

填料函式換熱器

填料函式換熱器

1—縱向隔板；2—浮動管板；3—活套法蘭；4—部分剪切環(huán)；5—填料壓蓋；6—填料；7—填料函釜式換熱器

其他類型換熱器（1）各種板式換熱器①板式換熱器優(yōu)點：傳熱系數(shù)大、結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活性大、金屬材料消耗量低、加工容易、檢修清洗方便。缺點：允許操作壓力比較低、操作溫度不能太高、處理量不大。板式換熱器的板片和板面波紋形狀板式換熱器流向示意圖板式換熱器

內(nèi)部結(jié)構(gòu)常見板片（3）

板翅式換熱器

板翅式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖優(yōu)點：傳熱系數(shù)大、結(jié)構(gòu)緊湊、堅固，能承受很高的溫度和壓力。缺點：制造工藝復(fù)雜、焊接要求高，成本高。（3）

板翅式換熱器②螺旋板式換熱器

螺旋板式換熱器④板殼式換熱器與列管式換熱器的區(qū)別：板束→管束

板殼式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖優(yōu)點：傳熱系數(shù)大、結(jié)構(gòu)緊湊、堅固，能承受很高的溫度和壓力。缺點：制造工藝復(fù)雜、焊接要求高。（2）空氣冷卻器適用：適用于缺水地區(qū)。缺點：裝置比較龐大、占空間多、動力消耗大。臥式空冷器物料入口物料出口空氣空氣翅片（7）空氣冷卻器（3）熱管換熱器一種新型傳熱元件。熱管優(yōu)點：傳熱能力大、應(yīng)用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠；適用：尤其適用于某些等溫性要求較高的場合。（4）流化床換熱器優(yōu)點：固體顆粒對換熱器管壁有沖刷、洗垢作用。較低流速下能保持湍流，強化了傳熱。流化床換熱器結(jié)構(gòu)圖1.1影響換熱器網(wǎng)絡(luò)費用的三個因素換熱設(shè)備臺數(shù)公用工程費用換熱面積費用4.7.5換熱器網(wǎng)絡(luò)綜合

要確定具有最小的設(shè)備投資費用和操作費用的換熱網(wǎng)絡(luò)，并滿足把每一過程物流由初始溫度達到指定的目標溫度。設(shè)備費用操作費用設(shè)備費用4.7.5換熱器網(wǎng)絡(luò)綜合

要確定具有最小的