換熱器原理與設計期末復習題重點

第一章

1.填空：

1.按傳遞熱量的方式，換熱器可以分為問壁式,混合式，蓄熱式

2.對丁沉浸式換熱器，傳熱系數(shù)低一體積去，金屆耗量史

3.相比較沉浸式換熱器和噴淋式換熱器，沉浸式換熱器傳熱系數(shù)較低,噴淋式換熱器冷卻水過

少時.冷卻器下部不能被潤濕.

4.在沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和套管式換熱器中，套管式換熱器中適用于高溫高壓流體的

傳熱。

5.換熱器設計計算內(nèi)容主要包括熱計算、結構

計算流動阻力計算和強度計算

6.按溫度狀況來分，穩(wěn)定工況的和非穩(wěn)定工況的換熱器

7.對丁套管式換熱器和管殼式換熱器來說，套管式換熱器金屆耗量多,體積大,占地面積大，

多用丁傳熱面積不大的換熱器。

2.簡答:

1.說出以下任意五個換熱器，并說明換熱器兩側的工質(zhì)及換熱方式

答：如上圖，熱力發(fā)電廠各設備名稱如下:

1.鍋爐（蒸發(fā)器）*;2.過熱器*;3.省煤器*4.空氣預熱器*;5.引風

機；6.煙囪；7.送風機；8.油箱9.油泵10.油加熱器*;11.氣

輪機；12.冷凝器*;13.循環(huán)水冷卻培*14.循環(huán)水泵；15.凝結水泵；16.低壓加熱器*

17.除氧（加熱）器*;18.給水泵19.高壓加熱器?柱！凡有?者均為換熱器

■1aPrvM(■■■Mari'ii■

名%作焦的理-

ii

間解式

橘爐〈散發(fā)揣）輻射-寺熟-商相悔前

同墮式

過煉泰輾布斗對流-導熱-財就

省煤器同壁式對成（輻辯分?（少尸導#H對旅

空氣珂熱落間壁或或蓄熱式

勘加熬器M壁式

向峻式

摩環(huán)女冷卻塔直度拱融式通觸俾熱、fts

恢壓刎制舞網(wǎng)院式

除，（加瓣｝器也接捷帔式

.................

隔*式畿靖，導由-對流

熱力發(fā)電廠中換熱器的形式與傳熱機理

2.比較沉浸式換熱器、噴淋式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器的優(yōu)缺點

答：⑴沉浸式換熱器

缺點：自然對流，傳熱系數(shù)低，體積大，金屆耗量大。

優(yōu)點：結構簡單，制作、修理方便，容易活洗，可用丁有腐蝕性流體

⑵噴淋式換熱器：

優(yōu)點：結構簡單，易丁制造和檢修。換熱系數(shù)和傳熱系數(shù)比沉浸式換熱器要大，可以用來

冷卻腐蝕性流體

缺點：冷卻水過少時，冷卻器下部不能被潤濕，金屆耗量大，但比沉浸式要小

⑶套管式換熱器：

優(yōu)點：結構簡單，適用丁高溫高壓流體的傳熱。特別是小流量流體的傳熱，

改變套管的根數(shù)，可以方便增減熱負荷。方便活除污垢，適用丁易生污垢的流體。

缺點：流動阻力大，金屆耗量多，體積大，占地面積大，多用丁傳熱面積不大的換熱器。

⑷管殼式換熱器：

優(yōu)點：結構簡單，造價較低，選材范圍廣，處理能力大，還可以適應高溫高

壓的流體?？煽啃猿潭雀?/p>

缺點：與新型高效換熱器相比，其傳熱系數(shù)低，殼程由于橫向沖刷，振動和噪音大

3.舉例說明5種換熱器，并說明兩種流體的傳熱方式？說明兩種流體的傳熱機理?

1）蒸發(fā)器：間壁式，蒸發(fā)相變一導熱一對流

2）冷凝器：間壁式，冷凝相變一導熱一對流

3）鍋爐：間壁式，輻射一導熱一對流

4）涼水塔：混合式，接觸傳熱傳質(zhì)

5）空氣預熱器：蓄熱式，對流一蓄熱，蓄熱一對流

第一章

1.填空：

1.傳熱的三種基本方式是導熱、對流、和輻射。

2..兩種流體熱交換的基本方式是一直接接觸式、問壁式、和蓄熱式。

3.采用短管換熱，由丁有入口效應，邊界層變薄，換熱得到強

4.采用螺旋管或者彎管。由丁拐彎處截面上二次環(huán)流的產(chǎn)生，邊界層遭到破壞，因而換熱得

到強化,需要引入大于1修正系數(shù)。

5.通常對丁氣體來說，溫度升高，其黏度增大，對于液體來說、溫度升高，其黏度減小

6.熱計算的兩種基本方程式是傳熱方程式和熱平衡式。

7.對丁傳熱溫差，采用順流和逆流傳熱方式中，順造傳熱平?均溫差小,逆流時傳熱平■均溫

差大。

8.當流體比熱變化較大時,平均溫差常常要進行分段計算。

9.在采用先逆流后順流＜1-2＞型熱效方式熱交換器時,要特別注意溫度交義問題，避免的

方法是增加管外程數(shù)和兩臺單殼程換熱器申聯(lián)工作。

10.冷凝傳熱的原理，層流時，相對丁橫管和豎管，橫管傳熱系數(shù)較高。

11.對丁單相流體問傳熱溫差，算術平■均溫差值大于對數(shù)平均溫差

12.管內(nèi)流體的換熱所遵守的基本準則為努賽爾準則數(shù)，其大小與雷諾數(shù)、普蘭特數(shù)和格拉肖

夫數(shù)有關

13.設計計算時，通常對傳熱面積進行判定、校核計算時，通常對傳熱量進行判

2.簡答（或名詞解釋）：

1.什么是效能數(shù)？什么是單元數(shù)？（要用公式表示）

答：實際情況的傳熱量q總是小丁可能的最大傳熱量qmax我們將q/qmax定義為換熱器

的效能，并用e表示，即

WhththWctctc

"maxVVminthtcWminthtc

換熱器效能公式中的KA依賴丁換熱器的設計，WAM則依賴丁換熱器的運行

條件，因此，KA/WmM在一定程度上表征了換熱器綜合技術經(jīng)濟性能，習慣上將這個比值（無

量綱數(shù)）定義為傳熱單元數(shù)NTU

2、熱交換器計算方法的優(yōu)缺點比較？

對丁設計性熱計算，采用平均溫差法可以通過中的大小判定所擬定的流動方式與逆流之間的差

距，有利丁流動方式的選擇。

而在校核性傳熱計算時，兩種方法都要試算。在某些情況下，K是已知數(shù)值或可

套用經(jīng)驗數(shù)據(jù)時，采用傳熱單元書法更加方便

假設的出口溫度對傳熱量Q的影響不是直接的，而是通過定性溫度，影響總傳熱系數(shù)，從而

影響NTU并最終影響Q值。而平■均溫差法的假設溫度直接用丁計算Q值，顯然e-NTU法

對假設溫度沒有平■均溫差法敏感，這是該方法的優(yōu)勢。

3、傳熱的基本方式有哪幾種？

答：分為三種，熱傳導，熱對流和輻射

熱傳導

熱量從物體內(nèi)部溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分或者傳遞到與之相

接觸的溫度較低的另一物體的過程稱為熱傳導，簡稱導熱。

熱對流

流體中質(zhì)點發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞，稱為熱對流，對流只能發(fā)生在流體中。

熱輻射

輻射是一種通過電磁波傳遞能量的過程。物體由丁熱的原因而發(fā)出輻射能的過程，稱為

熱輻射。

4、流體換熱的基本方式有哪些？

答：主要分為三種：直接接觸式傳熱，蓄熱式換熱和問壁式換熱。

直接接觸式傳熱

直接接觸式傳熱的特點是冷、熱兩流體在換熱器中以直接混合的方式進行熱

量交換，也稱混合式換熱。

蓄熱式換熱

蓄熱式換熱器是由熱容量較大的蓄熱室構成。室中充填耐火被作為填料，當冷、熱流體

交替的通過同一室時，就可以通過蓄熱室的填料將熱流體的熱量傳遞給冷流體，達到兩流體換

熱的目的。

問壁式換熱

間壁式換熱的特點是冷、熱流體被一固體隔開,分別在壁的兩側流動，不相混

合，通過固體壁進行熱量傳遞。

5、流體傳熱的基本準則方程式為努賽爾準則，與哪些無因次方程有關?

答：根據(jù)量綱分析

努賽爾準則數(shù)與雷諾數(shù)、普蘭特數(shù)和格拉肖夫數(shù)有關

ahOQ'

L,LuCPgtL-k一一-

IP：NukRe?PrGr'

努塞爾雷諾普蘭特格拉斯霍夫

6.當換熱管分別為短管時和螺旋管時，換熱系數(shù)增加還是減少，為什么？

答：對丁短管。入口效應，邊界層變薄，換熱得到強化。換熱系數(shù)增加。

對丁螺旋管或者彎管。由丁拐彎處截面上二次環(huán)流的產(chǎn)生，邊界層遭到破壞，因而換熱得到

強化，需要引入修正系數(shù)，換熱系數(shù)增加。

7、當出現(xiàn)大溫差加熱流體時，分別對丁氣體和液體，換熱系數(shù)增加還是減少，

為什么？

答：當流體與壁面之間的溫差出現(xiàn)大溫差時，一般對氣體超過50C,對水超過

30C,對油超過10C

超過上述溫差時，氣體被加熱粘度增大，換熱能力減?。灰后w加熱時，液體粘度減小，換熱能

力增大。

8、什么是對數(shù)平■均溫差，算術平■均溫差和積分平■均溫差，它們之間的聯(lián)系和區(qū)別是什

么？

由丁計算結果表達式中包含了對數(shù)項，我們稱之為對數(shù)平均溫差，例如我們將順流和逆流

情況下對數(shù)平均溫差寫成如下統(tǒng)一形式

tt

max'min

tm?-

|PIImax

t

min

平均溫差的另一種更為簡單的形式是算術平均溫差，即

+tmaxtmin

tm,算術A

積分平均溫差的形式。

按比熱不同分段

(tm)intnQQ

2L

按溫度等分段可得

ti

算術平均溫差相當于溫度呈直線變化的情況，因此，總是大于相

同進出口溫度下的對數(shù)平均溫差，當tmax/tmin2時，兩者的差別

小于4%；當tmax/tmin苴時，兩者的差別小于2.3%。

當流體的比熱隨溫度變化不大時，采用對數(shù)平均溫差。

當流體的比熱隨溫度變化較大時(大于2-3倍時)，采用對數(shù)平均溫差計算，誤差較大,

這時應該采用積分平均溫差。

9、采用平均溫差法進行設計計算的步驟？

平均溫差法用作設計計算時步驟如下：

(1)假定傳熱系數(shù)，求得初始傳熱面積

(2)初步布置換熱面(實際傳熱面積)，計算出相應的傳熱系數(shù)。

(3)根據(jù)給定條件，由熱平衡式求出進、出口溫度中的那個待定的溫度。(約束)

(4)由冷、熱流體的4個進、出口溫度確定平均溫差？tm,計算時要注意保持修正系數(shù)W具

有合適的數(shù)值。

(5)由傳熱方程求出所需要的換熱面積A(與原傳熱面積比較)，并核算換熱面兩側有流體

的流動阻力。

(6)如流動阻力過大，改變方案重新設計。

10.采用效能單元數(shù)法進行設計計算的步驟？

(1)先假定一個流體的出口溫度，按熱平衡式計算另一個出口溫度

(2)根據(jù)4個進出口溫度求得平均溫差？tm

(3)根據(jù)換熱器的結構，算出相應工作條件下的總傳熱系數(shù)k(或

已知)

(4)已知kA,按傳熱方程式計算在假設出口溫度下的？tm,得到Q

(5)根據(jù)4個進出口溫度，用熱平衡式計算另一個Q,這個值和

上面的Q,都是在假設出口溫度下得到的，因此，都不是真實

的換熱量

(6)比較兩個Q值，滿足精度要求，則結束，否則，重新假定出口溫度，重復(1)-(6),直

至滿足精度要求。

11.對于冷凝換熱，臥式和立式換熱器選型選型及原因說明

膜狀冷凝

垂直管

23._________________________________________________________________________________

1.13..

水平管

23陰

0.725——*d?t

一般來說，由于管子的長度遠大于管子的直徑，即L>>d,因

而，水平管的凝結換熱系數(shù)大于垂直管的凝結換熱系數(shù)。

12.采用積分平均溫差適用的條件？

當流體的比熱隨溫度變化較大時(大于2-3倍時)，采用對數(shù)平均溫差計算，誤差較大，這

時應該采用積分平均溫差。

積分平均溫差的出發(fā)點：

雖然流體的比熱在整個溫度變化范圍內(nèi)是個變量，但是若把溫度范圍分成若干個小段，每

個小段內(nèi)的溫度變化小，就可將流體的比熱當作常數(shù)來處理。

3.計算題

1.有一蒸汽加熱空氣的熱交換器，它將流量為5kg/s的空氣從

10C加熱到60C,空氣與蒸汽逆流，其比熱為1.02KJ/(kgC),加熱蒸汽系壓力為

P=0.3Mpa,溫度

為150c的過熱蒸汽，在熱交換器中被冷卻為該壓力下90c的過冷水，試求其

平均溫差。(附：飽和壓力為0.3MP,飽和蒸汽焰為2725.5KJ/kg,飽和水焰為

561.4KJ/kg.15OC時，水的飽和溫度為133C,過熱蒸汽焰為2768KJ/kg,90

時，過冷水的焰為377KJ/kg)

解：由于蒸汽的冷卻存在著相變，因此在整個換熱過程中，蒸汽的比熱不同，在整個換熱過程

中的平均溫差應該分段計算再求其平均值。

將整個換熱過程分為三段：

過熱蒸汽冷卻為飽和蒸汽所放出的熱量Q1，相變過程的換熱量Q2,從飽和水冷

卻到過冷水所放出的熱量Q3

Q=M2(t2-t2)=5X1.02X50=255KJ/S;

根據(jù)熱平衡蒸汽耗量M=Q/(iM)=255/(2768-377)

=0.1066kg/s

因為在熱交換器換熱過程中存在著兩個冷卻過程和一個冷凝過程，因而將之分為

三段計算。

Q=Mi(ii-i)=0.1066X(折距725.5)=4.531KJ/s

-■_________■■■__________

Q=Mi(i-i)=0.1066X(2725.5-561.4)=230.693KJ/s

Q=Mi(i-ii)=0.1066X(561.4-377)=19.657KJ/s

因為Q=MG(tb-t2),可得U19.567/(5X1.02)+10=13.837C

因為Q2+QAMC2(ta-t2),Wta=250.47/(5x1.02)+10=59C

△t1=[(150-60)-(133-59)]/ln[(150-60)/(133-59)]=81.7C

△t2=[(133-13.837)-(133-59)]/ln[(133-13.837)/(133-59)]

=94.725C

△t3=[(90-10)-(133-13.837)]/ln[(90-10)/(133-13,837)]

=98.212C

總的平■均溫差為:△tm=Q/(Q1/At1+Q2/△t2+Q3/△t3)

=255/(4.531/81.7+230.693/94.725+19.657/98.212)C

=94.8C

沿換熱器流程溫度示意圖如下:

△

2.在一傳熱面積為15.8m2,逆流套管式換熱器中，用油加熱冷水，油的流量為

2.85kg/s,進口溫度為110C,水的流量為0.667kg/s,進口溫度為35C,油和水

的平均比熱分別為1.9KJ/kg?。和4.18KJ/kg?C,換熱器的總傳熱系數(shù)為

320W/m?C,求水的出口溫度？

解：W=2.85X1900=5415W/C

W2=0.667X4180=2788W/C

因此冷水為最小熱容值流體

Wmin27880.5255415

Rc

Wmax單元數(shù)為

KF32015.8J

NTU------------1.8

Wmin2788

效能數(shù)為

1exp[NTU(1Rc)]

0.74

1Rexp[NTU(1Rc)]

七2七

20.74

G七2

所以:

f；=0774x(110-35)+35=90.52

3、一換熱器用100C的水蒸汽將一定流量的油從20c加熱到80C?，F(xiàn)將油的流量增大一

倍，其它條件不變，問油的出口溫度變?yōu)槎嗌?？注?/p>

解：根據(jù)題意，相比NTU

較水蒸氣換熱為相變換熱的流體，油為熱容值小的流體

Wctctctctc

(8。2。)C075

Wminthtcth(10020)

因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關系

NeTU

可得:

NIU

e0.25

現(xiàn)將油的流量增大一倍，其它條件不變，單元數(shù)減小為原來的65倍，因此

NTLJ

eO.25O.5O.5

可得，/“、一

tctc(tc20)C

0.5

thtc(10020)C

解得

tc60C

4.某換熱器用100C的飽和水蒸汽加熱冷水。單臺使用時，冷水的進口溫度為10C,出口溫

度為30co若保持水流量不變，將此種換熱器五臺申聯(lián)使用，水的出口溫度變?yōu)槎嗌伲靠倱Q

熱量提高多少倍？

!￥：根據(jù)題意，將換熱器增加為5臺申聯(lián)使用，將使得傳熱面積增大為原來的5倍，相比較水

蒸氣換熱為相變換熱的流體，水為熱容值小的流體，因此

Wctctctct(3010)0022

Wmin.tc(10010)C

因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關系

NTU

e

可得：

NTU0.78

現(xiàn)將傳熱面積增大為原來的由5倍，單元數(shù)增大為原來的5倍，

T

eNTU0.7850.29

效能數(shù)為

(tc10)C

藤(10010)C

水的出口溫度為

tc73.9CC

根據(jù)熱平衡式，對于冷水，熱容值不變，溫差增大的倍數(shù)為換熱量增

加的倍數(shù):

（73.910）C

3.195

（3010）C

5.一用13c水冷卻從分僻器得到的80C的飽和苯蒸氣。水流量為5kg/s，苯汽化潛熱為

395kJ/kg,比熱為1.758kJ/kg?C,傳熱系數(shù)為1140W/rn?Co試求使1kg/s苯蒸氣凝

結并過冷卻到47C所需的傳熱面積(1)順流；(2)逆流。

!￥：根據(jù)題意

(1)順流時

由丁有相變傳熱，因此比熱不同，需要分段計算平均傳熱溫差。

1)在苯相變冷凝段：

根據(jù)熱平■衡式，苯的放熱量：

QmMir1395395kJ/s

在相變段，水吸收熱為Q

QmM2c2(tmt2)54.1868片13C)395kJ/s

可得

tm31.87C:

平■均溫差為

(80131C(8031.87)C-

mm'?(8013)5704C

In-------------

(8031.87)

2)在苯冷卻段

Q|qSM1C1(tisti)11.758(80C47C)58.014kJ/s

在苯冷卻段，水吸收熱為Qq

QiqM2c2(t2tm)54.1868(t；31.87C)58.014kJ/s

可得：

t234.64C

平■均溫差為

(8031.87)C(4734.64)C

tmlq26-31c

Q39558.014

tm

Q|n2395??58.014c49.61c

VtmlnVtmq57Q426.31

根據(jù)傳熱方程式：

QKAVtm

可得

AKO；39558.01422

------------z-------m8.01m

114010349.6

沿換熱器流程溫度示意圖如下：

總的平■均溫差為

⑵逆流時

由丁有相變傳熱，因此比熱不同，需要分段計算平均傳熱溫差

1）在苯冷卻段

QqMiCi（tist；）11.758（80C47C）58.014kJ/s

在苯冷卻段，水吸收熱為Qq

QiqM2c2（tmt2）54.1868（t；13C）58.014kJ/s

可得:t；15.77C

平?均溫差為

(8015.77)C(4713)C

47.52C

(8015.77)

(4713)

2）在苯相變冷凝段：

根據(jù)熱平■衡式，苯的放熱量：

QmMir1395395kJ/s

在相變段，水吸收熱為Q

QmM2C2&t；）54.1868（t；15.77C）395kJ/s

可得：t234.63C

、：:、，口.工.，.、r

出U16//)C(dU34.03)U

-------,,(8015.77)------

mlnH-------------------

(8034.63)

總的平■均溫差為

39558.014

.C53.29C

39558.014

VtmlnVtmiq542547.52

根據(jù)傳熱方程式:

QKAVtm

可得

39558.014

7.457m2

114010353.29

沿換熱器流程溫度示意圖如下：

It

7dI

第二章

1.填空：

1.根據(jù)管殼式換熱器類型和標準按其結構的不同一般可分為：固定管板式換熱箜U型管式換熱

器、浮頭式換熱器、和填料函式換熱器等。

2.對丁固定管板式換熱器和U型管式換熱器，固定管板式換熱器適于管程走易于結垢的流體

3相對于各種類型的管殼式換熱器固定管板式換熱器不適于管程和殼程流體溫差較大的場合。

4.相對丁各種類型的管殼式換熱器，填料函式換熱器不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有蠹及貴

重介質(zhì)，使用溫度受填料的物性限制。

5.管子在管板的固定，通常采用脹管法和焊接法

6.在管殼式換熱器中，管子的排列方式常有等邊三角形排列（正六角形排列）法、同心圓排列法

和正方形排列法排列法。

7.如果需要增強換熱常采用等邊三角形排列（正六角形排列）法、，為了便丁活洗污垢,多采用

正方形排列。同心圓排列法使得管板的劃線、制造和裝配比較困難。

8.為了增加單位體積的換熱面積，常采用小萱徑的換熱管

9.為了提高殼程流體的流速和湍流強度，強化流體的傳熱，在管外空間常裝設幻向隔板和折流

板。

10.折流板的安裝和固定通過拉桿和定距管

11.殼程換熱公式Jo=jHjcjljbjsj淇中jb表示管束旁通影響的校正因子，h表示折流板泄漏影

響的校正因子。j0表示折流板缺口的校正因子

12.管殼式換熱器理想殼程管束阻力包括理想錯流段阻力？Pbk和理想缺口段阻力？Pwk。

13.管壹式換熱器的實際阻力要考慮考慮折流板泄漏造成的影響R,旁路所造成

的影響R,和進出口段折流板間距不同對阻力影響R

14.在廷克流動模型中ABCDE股流體中，真正橫向流過管束的流路為流體

,D股流住近流板與殼體內(nèi)壁存在間隙而形成的漏流，設置旁路擋板可以改善C流路對傳熱的不

利影響

15.若兩流體溫差較大，宜使傳熱系數(shù)業(yè)勺流體走殼程，使管壁和殼壁溫差減小。

16.在流程的選擇上，不潔凈和易結垢的流體宜走管隹管內(nèi)活洗方便。被冷卻的流體宜走殼程,

便丁散熱，腐蝕性流體宜走管程,流量小或粘度大的流體宜走此因折流檔板的作用可使在低雷諾

數(shù)(Re>100)下即可達到湍流。

17.采用頊徑換熱器，單位體積傳熱面積增大、結構緊湊、金屆耗量減少、傳熱系數(shù)提高

18.流體誘發(fā)振動的原因是渦流脫落，湍流抖振和流體彈性旋轉

19.減小管孑的支撐跨距能增加管孑固有頻率、在弓形折流板缺口處不排管，將減小管孑的支撐

跨距

20.蒸發(fā)器的三種溫降分別為物理化學溫降？'，靜壓溫降？〃和流動阻力溫降

?

21.管殼式換熱器的設計標準應遵循GB151標準木日GB150B準

22.為了提高換熱效果，對丁輻射式換熱器，應增大流通截面積,對丁對流式換熱器，應減小流

通截面積。

2.名詞解釋：

(1).卡路里溫度

對丁油類或其他高粘度流體，對丁加熱或冷卻過程中粘度發(fā)生很大變化，若采用流體進出口

溫度的算術平均溫度作為定性溫度，往往會使換熱系數(shù)的數(shù)值有

很大誤差，雖然可以分段計算，但是工作量較大，工業(yè)上常采用卡路里溫度作為定性溫度。

熱流體的平■均溫度、

tm1tlFc(tltl)

冷流體的平■均溫度tm2t2Fc(t2t?)

殼側流體被管側的水冷卻時

Fc=0.3

殼側流體被管程的水蒸氣加熱時Fc=0.55

殼側和管側均為油時Fc=0.45

粘度在10-3Pa?s以下的低粘性液體Fc=0.5

(2).布管限定圓

熱交換器的管束外緣受殼體內(nèi)徑的限制，因此在設計時要將管束外緣置丁布管限定圓之內(nèi)，布管

限定圓直徑D大小為

浮頭式：DLDi2(bb2b3)

固定板或U型管式DLDi2b3

3.簡答:

(1).試分析廷克流動模型各個流路及其意義

答:

(1)流路A,由丁管子與折流板上的管孔間存在間隙，而折流板前后乂存在壓差所造成的泄漏，它

隨著外管壁的結垢而減少。

(2)流路B,這是真正橫向流過管束的流路，它是對傳熱和阻力影響最大的一項

(3)流路C,管束最外層管子與殼體問存在間隙而產(chǎn)生的旁路，此旁路流量可達相當大的數(shù)值。設

置旁路擋板，可改善此流路對傳熱的不利影響。

(4)流路D,由丁折流板和殼體內(nèi)壁間存在一定間隙所形成的漏流，它不但對傳熱不利，而且會使

溫度發(fā)生相當大的畸變，特別在層流流動時，此流路可達相當大的數(shù)值。

(5)流路E,對丁多管程，因為安置分程隔板，而使殼程形成了不為管子所占據(jù)的通道，若用來形

成多管程的隔板設置在主橫向流的方向上，他將會造成一股(或多股)旁路。此時，若在旁通

走廊中設置一定量的擋管，可以得到一定的改善。

(2).說明下列換熱器的型號

1)

BEM600-2.0/1.5-250-5/19-4I

固定管板式換熱器：前端管箱為封頭管箱，殼體型式為單殼程，后端管箱為封頭管箱，公稱

直徑600mm管程壓力為2.0Mpa,殼程壓力為1.5Mpa,公稱換熱面積250m,管長為5m管外

徑為19mm4管程，I級管束，較高級冷拔鋼管。

2)

BEM80020254—Cu4

1.019

固定管板式換熱器：前端管箱為封頭管箱，殼體型式為單殼程，后端管箱為封頭管箱，公稱

直徑800mm管程壓力為2.0Mpa,殼程壓力為1.OMpa,公稱換熱面積254m,管長為6m管外徑

為19mm4管程，銅管。

3)

BIU500-4.0/1.6-75-6/19-2I

U型管式換熱器：前端管箱為封頭管箱，中間殼體為U型管式，后端為U型管束。公稱直

徑500mm管程壓力為4.0Mpa,殼程壓力為1.6Mpa,公稱換熱面積75m,管長為6m管外徑為

19mm2管程I級管束，較高級冷拔鋼管。

4)

C6

AES5001.6544

25

平蓋管箱，公稱直徑500mm管程和殼程的設計壓力均為1.6MPa,公稱換熱面積為54m,

碳素鋼較高級冷拔換熱管外徑25mm管長6m4管程，單殼程的浮頭式熱交換器。I級管束，較

高級冷拔鋼管。

(3).找出下列圖中，換熱器的名稱及各零部件名稱和及作用

1)固定管板式換熱器

1.折流板一使殼程流體折返流動，提高傳熱系數(shù)。支撐管束，防止彎曲

2.膨脹節(jié)…補償管殼式式換熱器的溫差應力

3.放氣嘴一釋放不凝結氣體

2)浮頭式換熱器

1.管程隔板一增大管程流體的流速

2.縱向隔板一提高殼程流體的流速和湍流強度，強化流體的傳熱，在管外空間常裝設縱向隔板

3,浮頭…補償管殼式式換熱器的溫差應力

3)U形管式換熱器

2.縱向隔板一提高殼程流體的流速和湍流強度，強化流體的傳熱，在管外空間常裝設縱向隔板

3.管程隔板一增大管程流體的流速

4)請說出序號2、6、7、8、18各代表什么零件，起什么作用？

2---管程接管法蘭，與換熱器管程外流路官路連接；

6--拉桿，安裝與固定折流板；

7--膨脹節(jié)，補償管子與殼體熱應力不同；

8--殼體，用來封裝殼程流體，并承受殼程流體壓力，

18--折流板-使殼程流體折返流動，提高傳熱系數(shù)。支撐管束，防止彎曲

第三章

第一節(jié):

1.填空:

1.熱交換器單位體積中所含的傳熱面積的大小大丁等丁700n2/m3,為緊湊式換

熱器

2.通常采用二次表面來增加傳熱表面積,或把管狀的換熱器改為板狀表面,

3.螺旋板式熱交換器的構造包括螺旋型傳熱板、隔板、頭蓋和連接管

4.螺旋板式換熱器的螺旋板一側表面上有定距柱，它的作用主要是保持流道的間距、加強湍

流、和增加螺旋板剛度。

5.在用型螺旋板式熱交換器中：一側流體螺旋流動，流體由周邊轉到中心，然

后再轉到另一周邊流出。另一側流體只作（），適用丁有相變流體換熱

2.簡答

1）說明下列換熱器的型號

1014

BLC1.680G

160018

換熱面積為80n2,碳鋼不可拆螺旋板式換熱器，其兩螺旋通道的舉例分別為14mm和18mm螺

旋板的板的板寬為1000mm公稱壓力為1.6MPa,公稱直徑為1600mm.

貫通型

3.計算:

（1）.設螺旋板的板厚為4mm兩通道寬b1和b2為10mnAH20mm內(nèi)側有效圈數(shù)為

3,ch為lOOmnp以ch為基準半圓直徑繞出的螺旋板作為內(nèi)側板時，d2為基準半圓直徑

繞出的螺旋板作為外側板時試作圖繪制螺旋體，并計算中心隔板寬B,基準半圓直徑d2,,內(nèi)側

螺旋板總長度Li,外側螺旋辦總長度Lo，螺旋板最大外徑D等參數(shù)

解：（1）B=d-b1+8=100-10+4=94mm

因為B=d-bi+5=d2-b2+5，可推導d2=d1-b1+b2=110mr7ic=bi+bz+2

5=10+20+8=38

ti=10+4=14,t2=20+4=24

因為ne=n=3,以d1為基準半圓直徑繞出的，所以

Li=/2{n(d1+2b1+45+d2)+2(n2-n)c}

=/2{3(100+20+16+110+2(9-3)38}

=721194

=1876mm

Lo=/2{n(d1+2b2+45+d2)+(d2+5)+2n2c}

=/2{3(100+40+16+110)+(110+4)+2938}

=721596

=2507mm

D=d2+2nc+25=110+2338+24=346mm

分別以ti/2,t2/2,為內(nèi)側螺旋板和外側螺旋板的圓心，畫出螺旋板換熱器示意圖如下圖所示

第一下

1.填空：

1.板式換熱器按構造可以劃分為可拆卸、全焊式和申焊式

2,可拆卸板式換熱器結構由傳熱板片，密封墊片，壓緊裝置和定位裝置組成

2.簡答：

1).說明下列換熱器的型號

81x20

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