基礎(chǔ)知識(shí)-換熱器

基礎(chǔ)知識(shí)—換熱器換熱設(shè)備換熱器的工業(yè)背景在工業(yè)生產(chǎn)中，為了實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞過(guò)程的一種設(shè)備，統(tǒng)稱(chēng)為換熱器。換熱器作為工藝過(guò)程中必不可少的單元設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于石油、化工、動(dòng)力、機(jī)械、冶金等工程領(lǐng)域中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在化工廠的建設(shè)中，換熱器約占總投資的10％～20％。在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中換熱器投資約占建設(shè)總投資的30%～40%。由此可見(jiàn)，換熱器對(duì)整個(gè)企業(yè)的建設(shè)投資及經(jīng)濟(jì)效益有著很重要的影響。換熱器分類(lèi)換熱器板式管式管殼式板片式螺旋板式板翅式套管式盤(pán)管式排管式固定管板式填料函式U型管式浮頭式固定管板換熱器的兩端管板，采用焊接方法與殼體連接固定。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，能得到最小的殼體內(nèi)徑，管程可分成多樣，規(guī)格范圍廣，故在工程中廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是殼程不能清洗，檢查困難，對(duì)于較臟或有腐蝕性的介質(zhì)不能采用。它宜用于殼體與管子溫差小，殼程壓力不高以及殼程結(jié)垢不嚴(yán)重或能用化學(xué)清洗的場(chǎng)合。在熱膨脹之差較大時(shí)，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以減少因溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力。固定管板換熱器帶膨脹節(jié)的列管換熱器浮頭式換熱器一端管板與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內(nèi)自由浮動(dòng)。殼體和管子對(duì)熱膨脹是自由的，當(dāng)兩種介質(zhì)的溫差較大時(shí)，管束與殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計(jì)成可拆結(jié)構(gòu)，使管束可以容易地插入或抽出，這樣為檢修、清洗提供了方便。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且浮頭端小蓋在操作時(shí)無(wú)法知道泄漏情況，所以在安裝時(shí)要特別注意其密封。浮頭式管程分布：U形管換熱器是將管子彎成U形，管子兩端固定在同一塊管板上。由于殼體與管子分開(kāi)，可以不考慮熱膨脹。因U形管式所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)比其他換熱器便宜，管束可以從殼換熱器僅有一塊管板，且無(wú)浮頭，體內(nèi)抽出管外便于清洗，但管內(nèi)清洗比較困難，所以管內(nèi)的介質(zhì)必須清潔或不易結(jié)垢的物料。缺點(diǎn)：由于管束中心部分存在空隙，所以流體易走短路，影響傳熱效果。U形管的彎管部分曲率不同，管子長(zhǎng)度不一，因而物料分布不如固定管板式換熱器均勻。U形管式換熱器一般用于高溫高壓的情況下，當(dāng)使用在壓力較高的環(huán)境時(shí)，彎管段的壁厚要加厚，彌補(bǔ)彎管后管壁的減薄。U型管換熱器空氣冷卻器翅片管結(jié)構(gòu)示意圖：翅片的作用：風(fēng)機(jī)：提高空氣流速。優(yōu)點(diǎn)：省水。缺點(diǎn)：設(shè)備龐大，消耗動(dòng)力?？諝饫鋮s器的特點(diǎn)：增加傳熱面積及管外流體的湍動(dòng)程度。板翅式換熱器是一種新型緊湊式換熱器。國(guó)外從四十年代就開(kāi)始研制，最初英國(guó)將其用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器。之后，美、日、德、法、英、蘇聯(lián)等主要工業(yè)國(guó)家都對(duì)板翅式換熱器作了大量研究工作。我國(guó)是從六十年代初期開(kāi)始試制的。目前，我國(guó)已能生產(chǎn)多種規(guī)格的板翅式換熱器，可滿足對(duì)流、錯(cuò)流、逆流、錯(cuò)逆流和多股流換熱，可進(jìn)行氣－液、氣－氣、液－液間的冷卻、冷凝和蒸發(fā)等換熱過(guò)程，廣泛應(yīng)用與空分、石油化工、航空、車(chē)輛和船舶等方面。特點(diǎn)：1、傳熱效率高2、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，對(duì)于鋁制板翅式換熱器而言，單位體積的傳熱面積為1500～2500m2/m3，相當(dāng)于管殼式換熱器的8－20倍，重量?jī)H為相同換熱面積的管殼式換熱器的1/10。3、適應(yīng)范圍廣，4、制造工藝復(fù)雜，要求嚴(yán)格5、容易堵塞，清洗和檢修較困難，若因腐蝕產(chǎn)生內(nèi)漏，則很難修理。板翅式換熱器套管式換熱器是將傳熱管（內(nèi)管）以同心圓狀插入外管中，它的傳熱面積是由成組排列的管子所組成，從上到下、從左至右由許多U形彎頭連接在一起，然后采用角鋼或槽鋼焊成支架，組裝而成。