常見換熱器簡(jiǎn)介課件

常見換熱器簡(jiǎn)介

1常見換熱器簡(jiǎn)介1、換熱器的定義以在兩種流體之間用來傳遞熱量為基本目的的裝置統(tǒng)稱換熱設(shè)備，又稱換熱器（熱交換器）。2、功能主要功能是保證工藝過程對(duì)介質(zhì)所要求的特定溫度，同時(shí)也是提高能源利用率、回收利用余熱、廢熱和低位熱能。3、應(yīng)用換熱器的應(yīng)用十分廣泛，它是化工、煉油、動(dòng)力、原子能、輕工、食品制藥和機(jī)械制造等行業(yè)廣泛使用的一種通用設(shè)備。換熱器既可是一種單獨(dú)的設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。一、概述1、換熱器的定義一、概述2二、換熱器的分類

1.按熱量的傳遞方式分類

3/20二、換熱器的分類1.按熱量的傳遞方式分類3/20?????íì熱管：夾套式：板式：螺旋板式、板式、板翅式等、噴淋式等列管式、套管式、盤管式管式2.按結(jié)構(gòu)分類:???????íì再沸器蒸發(fā)器冷凝器冷卻器加熱器3.按用途分類4/20二、換熱器的分類

?????íì熱管：夾套式：板式：螺旋板式、板式、板翅式等、列管式換熱器結(jié)構(gòu)比較緊湊，單位體積所具有的傳熱面積大（40～150平方米/立方米），傳熱效果好，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性較大，尤其適用于高溫、高壓和大型裝置中，是管式換熱器中應(yīng)用最普遍的換熱器。注意：當(dāng)兩種流體的溫度超過50℃時(shí)，就應(yīng)當(dāng)從結(jié)構(gòu)上考慮熱膨脹的影響，采取相應(yīng)的熱補(bǔ)償措施。根據(jù)熱補(bǔ)償方式的不同，列管換熱器分為三種形式：1、固定管板式2、浮頭式3、U型管式

三、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--列管式列管式換熱器三、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--列管式5固定管板式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。在相同的殼體直徑內(nèi)，排管數(shù)最多，旁路最少；每根換熱管都可以進(jìn)行更換，且管內(nèi)清洗方便。缺點(diǎn)：殼程不能進(jìn)行機(jī)械清洗；當(dāng)換熱管與殼體的溫差較大（大于50℃）時(shí)產(chǎn)生溫差應(yīng)力，需在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，因而殼程壓力受膨脹節(jié)強(qiáng)度的限制不能太高。適用于殼方流體清潔且不易結(jié)垢，兩流體溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場(chǎng)合。固定管板式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。在相同的殼體直徑內(nèi)，排6浮頭式換熱器優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)換熱管與殼體有溫差存在，殼體或換熱管膨脹時(shí)，互不約束，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可從殼體內(nèi)抽出，便于管內(nèi)和管間的清洗。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用材量大，造價(jià)高；浮頭蓋與浮動(dòng)管板之間若密封不嚴(yán)，發(fā)生內(nèi)漏，造成兩種介質(zhì)的混合。適用于殼體和管束壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合。浮頭式換熱器優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)換熱管與殼體有溫差存在，殼體或換熱管膨脹7U型管式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)管板，密封面少，運(yùn)行可靠，造價(jià)低；管束可以抽出，管間清洗方便。缺點(diǎn)：管內(nèi)清洗比較困難；由于管子需要有一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內(nèi)層管間距大，殼程易短路；內(nèi)層管子壞了不能更換，因而報(bào)廢率較高。適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢，而管程介質(zhì)清潔不易結(jié)垢以及高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的場(chǎng)合。U型管式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)管板，密封面少，運(yùn)行可8套管式換熱器套管式換熱器：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；能耐高壓；傳熱面積可根據(jù)需要增減；適當(dāng)?shù)剡x擇管內(nèi)、外徑，可使流體的流速增大，且兩種流體呈逆流流動(dòng)，有利于傳熱。缺點(diǎn)：?jiǎn)挝粋鳠崦娣e的金屬耗量大；管子接頭多，檢修清洗不方便。適用于高溫、高壓及小流量流體間的換熱。套管式換熱器套管式換熱器：9蛇管式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、便于防腐蝕、能承受高壓。缺點(diǎn)：由于容器的體積較蛇管的體積大得多，管外流體的傳熱膜系數(shù)較小，故常需加攪拌裝置，以提高其傳熱效率。蛇管式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、便于防腐蝕、能承受高壓10噴淋式換熱器優(yōu)點(diǎn)：檢修清理方便，傳熱效果好等。缺點(diǎn)：體積龐大，占地面積大；冷卻水量較大，噴淋不易均勻。蛇管換熱器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、常被用于制冷裝置和小型制冷機(jī)組中。噴淋式換熱器優(yōu)點(diǎn)：檢修清理方便，傳熱效果好等。11列管冷凝器按材質(zhì)分類：碳鋼、不銹鋼、鈦材、襯鉭、哈氏合金、石墨、石墨改性聚丙烯等按安裝方式：立式、臥式列管冷凝器按材質(zhì)分類：12優(yōu)點(diǎn)：可在較小的溫差下操作，能充分利用低溫?zé)嵩?；結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積的傳熱面積約為管殼式換熱器的3倍。缺點(diǎn)：操作溫度和壓力不宜太高，目前最高操作壓力為2MPa，溫度在400℃以下；因整個(gè)換熱器為卷制而成，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏，維修很困難。四、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--板式

優(yōu)點(diǎn)：可在較小的溫差下操作，能充分利用低溫?zé)嵩?；結(jié)構(gòu)緊湊，單13螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器14板翅式換熱器板翅式換熱器，通常由隔板、翅片、封條、導(dǎo)流片組成。在相鄰兩隔板間放置翅片、導(dǎo)流片以及封條組成一夾層，稱為通道。板翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧，適應(yīng)性強(qiáng)，并且傳熱效率高；但其易堵塞，不耐腐蝕。目前在工程機(jī)械、通用機(jī)械等領(lǐng)域，板翅式換熱器被廣泛應(yīng)用于各種油、水、氣體冷卻器等。板翅式換熱器板翅式換熱器，通常由隔板、翅片、封條、導(dǎo)流片組成15平板式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積設(shè)備所提供的換熱面積大；組裝靈活，具有較高的傳熱效率，一般約為管殼式換熱器的3～5倍；拆裝方便，有利于維修和清洗。缺點(diǎn)：處理量?。徊僮鲏毫蜏囟仁苊芊鈮|片材料性能限制而不宜過高。適用于經(jīng)常需要清洗、工作環(huán)境要求十分緊湊，工作壓力在2.5MPa以下，溫度在-35℃~200℃場(chǎng)合。平板式換熱器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積設(shè)備所提供的換熱面積大；16焊接式板式換熱器

用焊接結(jié)構(gòu)替代橡膠墊密封,全焊式和半焊式板式換熱器的出現(xiàn),消除了由于墊片材料耐溫、耐腐蝕、耐壓方面的限制。耐壓耐溫達(dá)3.2MPa和300℃,單臺(tái)換熱面積F為3m2～2000m2?？捎糜跉?氣、氣-液、液-液的換熱和蒸氣的冷凝焊接式板式換熱器

用焊接結(jié)構(gòu)替代橡膠墊密封,全焊式和半焊式17列管式換熱器結(jié)構(gòu)比較緊湊，單位體積所具有的傳熱面積大（40～150平方米/立方米），傳熱效果好，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性較大，尤其適用于高溫、高壓和大型裝置中，是管式換熱器中應(yīng)用最普遍的換熱器。注意：當(dāng)兩種流體的溫度超過50℃時(shí)，就應(yīng)當(dāng)從結(jié)構(gòu)上考慮熱膨脹的影響，采取相應(yīng)的熱補(bǔ)償措施。根據(jù)熱補(bǔ)償方式的不同，列管換熱器分為三種形式：1、固定管板式2、浮頭式3、U型管式

五、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--夾套式列管式換熱器五、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--夾套式18夾套式換熱器夾套式換熱器是間壁式換熱器的一種，在容器外壁安裝夾套制成性能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；但其加熱面受容器壁面限制，傳熱系數(shù)也不高。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。當(dāng)夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時(shí)，亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其它增加湍動(dòng)的措施，以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù)。為補(bǔ)充傳熱面的不足，也可在釜內(nèi)部安裝蛇管五、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--夾套式夾套式換熱器五、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--夾套式19熱管式換熱器以熱管為傳熱單元的熱管換熱器是一種新型高效換熱器，它是由殼體、熱管和隔板組成的。熱管作為主要的傳熱元件，是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱裝置原理：將殼體抽真空后充入適量的工作液，密閉殼體便構(gòu)成一只熱管。當(dāng)熱源對(duì)其一端供熱時(shí)，工作液自熱源吸收熱量而蒸發(fā)汽化，攜帶潛熱的蒸汽在壓差作用下，高速傳輸至殼體的另一端，向冷源放出潛熱而凝結(jié)，冷凝液回至熱端，再次沸騰汽化。如此反復(fù)循環(huán)，熱量乃不斷從熱端傳至冷端。六、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--熱管式熱管式換熱器六、換熱器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)--熱管式20熱管式換熱器適用范圍

特別適用于低溫差傳熱及某些等溫性要求較高的場(chǎng)合。熱管換熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，可用于氣─氣、氣─液和液─液之間的換熱過程。熱管式換熱器適用范圍21其他類型換熱器圖2螺旋纏繞換熱器圖1螺旋折流板換熱器其他類型換熱器圖2螺旋纏繞換熱器圖1螺旋折流板換熱器22七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑7.1、換熱器選型選擇換熱器需注意的三個(gè)基本參數(shù)1）換熱介質(zhì)的溫度2）工作壓力3）介質(zhì)物性例如：管式換熱器具有能適應(yīng)高溫、高壓場(chǎng)合換熱的特點(diǎn)，但是換熱效率相對(duì)板式換熱器而言要低，且體積較大。板式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高的特點(diǎn)，但其不適用于高溫高壓的換熱場(chǎng)合七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑7.1、換熱器選型例如：23七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑

7.1、換熱器選型--流體流經(jīng)管程或殼程的選擇原則：傳熱效果好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；清洗方便不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程；腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕；壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力；飽和蒸汽宜走殼程，飽和蒸汽比較清潔，且冷凝液容易排出；流量小而粘度大的流體一般走殼程為宜；需要被冷卻物料一般走殼程，便于散熱

七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑

7.1、換熱器選型--流24七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑

7.2、提高換熱效率的途徑——強(qiáng)化傳熱過程傳熱計(jì)算的基本公式：其中：Q為換熱量；K為換熱系數(shù)；S為換熱面積；△tm為對(duì)數(shù)平均溫差。

七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑

7.2、提高換熱效率的途25七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑

7.3、強(qiáng)化傳熱過程方式：1、增大總傳熱系數(shù)K

方法：降低污垢熱阻通過增大流速?zèng)_刷管壁防止污垢沉積，或采用阻垢劑等化學(xué)和機(jī)械方法來抑制污垢的生成速度，并注意及時(shí)消除。提高對(duì)流傳熱系數(shù)增加湍動(dòng)程度、減少層流底層的厚度，比如：（1）提高流速，增加雷諾系數(shù)。如增加折流層數(shù)。

（2）增加流體的擾動(dòng)。如采用淺密波紋。七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑

7.3、強(qiáng)化傳熱過程方式26七、換熱器的選型和提高熱效率的途徑2、增大傳熱面積S方法：1、提高單位體積內(nèi)的傳熱面積，采用小管徑，板狀換熱