换热器概述1
换热器生活中
换热器生活中
换热器是我们生活中常见的一种设备，它在许多领域都起着重要的作用。
在工
业生产中，换热器可以帮助加热或冷却液体或气体，从而实现生产过程中的温度控制。
在家庭生活中，换热器也扮演着不可或缺的角色，例如在暖气系统中起到加热房间的作用。
换热器的运行原理是利用传热的方式，通过热交换器将热量从一个介质传递到
另一个介质。
这种传热方式可以大大提高能源利用效率，使得能源消耗更加节约和环保。
在工业生产中，换热器的应用范围非常广泛。
它可以用于加热或冷却化工原料，也可以用于石油加工过程中的热交换，甚至可以用于空调和制冷设备中。
换热器的性能和稳定性对工业生产的效率和质量有着直接的影响，因此在工业领域中，换热器的研发和应用一直是一个备受关注的领域。
在家庭生活中，换热器也扮演着重要的角色。
在冬季，我们依靠暖气系统来保
持室内的温暖，而这其中就离不开换热器的作用。
通过暖气系统中的换热器，热水或蒸汽可以被传递到散热器中，从而将热量释放到室内空间，使得整个房间都能够保持温暖舒适。
总的来说，换热器在我们的生活中扮演着非常重要的角色。
它不仅可以帮助我
们实现能源的高效利用，还可以让我们的生活更加舒适和便利。
因此，在未来的发展中，我们应该继续关注换热器技术的创新和应用，以更好地满足我们在工业生产和日常生活中的需求。
换热器的概念、特点、分类及应用
换热器的概念、特点、分类及应用换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。
这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。
随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。
为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体。
（也可设计成不可拆的）。
这样为检修、清洗提供了方便。
但该换热器结构较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。
因此在安装时要特别注意其密封。
浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。
在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。
该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。
这样，当浮头出的钩圈拆除后，即可将管束从壳体内抽出。
以便于进行检修、清洗。
浮头盖在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。
随着幞头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。
钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。
浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验。
第1章_热交换器基本原理
dQ
对逆流：
Δt = t1 – t2 → dΔt = dt1 – dt2
dQ = k·Δt·dF
热流体：
dQ
- M1c1dt 1
dt1
-
1 W1
dQ
冷流体：
dQ
-M2c2dt 2
dt 2
-1 W2
dQ
dΔt
1 W1
1 W2
dQ
μdQ
+ - μ 1 1 W1 W2
：顺流 ：逆流
dΔt μdQ μkΔtdF
却。如回转式空气预热器。
按材料分：
1. 金属材料换热器 常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、
铝及铝合金、钛及钛合金等。因金属材料导热 系数大，故此类换热器的传热效率高。 2. 非金属材料换热器
常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。 因非金属材料导热系数较小，故此类换热器的 传热效率较低。常用于具有腐蚀性的物系。
t1 t1
t2 t2
t2 t2
ξt1 ξt1
t1 t1
(x)
将式(x)代入式(w)，并考虑到:
ξ
1
W1 W2
2
1
t 2 t1
t 2 t1
2
(y)
整理，得到平均温差的公式：
Δt m
ln
t1
t1
t1 t12
t2 t2
t2 t2 2 t1 t12 t2
t2 2
t1 t1 t2 t2 t1 t12 t2 t2 2
要计算整个换热的平均温差，首先需要知道 温差随换热面的变化，即 Δtx= f(Fx)，然后再沿 整个换热面积进行平均。
1.2.1 流体的温度分布
t1 冷凝
换热器的概念、特点、分类及应用
换热器的概念、特点、分类及应用换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。
这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。
随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。
为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体。
（也可设计成不可拆的）。
这样为检修、清洗提供了方便。
但该换热器结构较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。
因此在安装时要特别注意其密封。
浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。
在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。
该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。
这样，当浮头出的钩圈拆除后，即可将管束从壳体内抽出。
以便于进行检修、清洗。
浮头盖在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。
随着幞头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。
钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。
浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验。
换热器类型介绍及设计案例
换热器类型介绍及设计案例换热器（Heat exchanger）是一种用于热的传递设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质，而不会将两者混合在一起。
换热器在工业、建筑和家庭中被广泛应用，用于加热、冷却和空调等领域。
本文将介绍一些常见的换热器类型，并提供一些设计案例。
一、直接换热器（Direct Heat Exchanger）直接换热器是最常见的一种换热器类型，也称为热交换管或管式热交换器。
它由一根或多根管道组成，其中一个介质通过管道，将热量传递给另一个介质。
直接换热器广泛应用于石化、化学、食品加工和供暖等领域。
设计案例：工业热水锅炉工业热水锅炉是一种直接换热器，用于生产和供应热水。
它由一个燃烧室和一个热水管道组成。
燃烧室中燃烧燃料产生的热量通过管道传递给流经其中的水，将水加热到所需温度。
二、间接换热器（Indirect Heat Exchanger）间接换热器是通过壁面传递热量的一种换热器类型。
在这种换热器中，两个介质分别通过不同的通道流动，通过壁面传递热量。
间接换热器广泛应用于电站、化工和冶金等领域。
设计案例：蒸汽凝结器蒸汽凝结器是一种间接换热器，用于电站中的蒸汽循环系统。
蒸汽在蒸汽轮机中通过传递热量产生功率，然后进入蒸汽凝结器，通过与冷却介质在壁面之间的传热，将蒸汽冷却成水，并回流到锅炉再次循环使用。
三、板式换热器（Plate Heat Exchanger）板式换热器是一种利用金属板堆叠组成的换热器，将热量传递给另一个介质。
板式换热器的设计紧凑、效率高，广泛应用于食品、制药、化工和制冷等领域。
设计案例：蒸气冷凝器蒸气冷凝器是一种板式换热器，被广泛应用于制冷和空调系统中。
蒸发器中的制冷剂通过板式换热器中的金属板与冷却剂传热，将制冷剂中的热量传递给冷却剂，使制冷剂冷却并凝结为液体。
四、空气换热器（Air Heat Exchanger）空气换热器主要用于传递空气中的热量。
它将热空气和冷空气通过不同的通道流动，并通过壁面传递热量。
板式换热器介绍范文
板式换热器介绍范文一、板式换热器的工作原理板式换热器是由一系列的金属板组成的，板上面有着特殊的腔道设计。
通过将冷、热流体分别导入板式换热器的两侧，流体在板的腔道中流动，实现了热量的传递。
冷、热流体在板的腔道中交错流动，从而实现了热量的交换。
板式换热器中流体的流动方式分为纵向流动和横向流动两种方式，可以根据实际需要进行选择。
二、板式换热器的结构特点1.金属板：板式换热器的主要组成部分是金属板，各种材质的金属板可以根据实际需要进行选择。
常见的金属材料有不锈钢、钛合金、镍合金等。
2.波纹板设计：为了增加板式换热器的换热效率，金属板上面常常会设计出波纹结构。
波纹结构可以增加板的刚度，从而提高板的耐压能力；波纹结构还能增加板的换热面积，提高传热效率。
3.接触面积大：板式换热器具有紧凑的结构，因此能充分利用空间，使得板的接触面积大，从而提高了热量的传递效率。
4.拆装方便：板式换热器的板件之间是可拆卸的，这使得当换热器出现故障时，可以更换单个板或维修整个换热器，便于维护。
5.安全可靠：由于板式换热器的结构简单，板与板之间的胶垫密封可靠，不易出现泄漏现象。
此外，板材表面的蚀刻和电子精加工能够保证板的表面光滑，减少阻力，提高热交换效率。
三、板式换热器的应用领域由于板式换热器的换热效率高，结构紧凑，适用范围广等特点，使得它在工业领域有着广泛的应用。
1.石油化工：板式换热器可以用于石油化工行业中的蒸发、冷凝、蒸馏、蒸汽和液体的热回收等工艺。
2.食品工业：板式换热器可以用于食品工业中的蒸汽蒸煮、冷却、奶制品加热等工艺。
3.电力行业：板式换热器可以用于电力行业中的发电机组冷却水和循环冷却水的加热、冷却等工艺。
4.制药工业：板式换热器可以用于制药行业中的含固体物料的粘稠液体的降温、加热工艺。
5.化学工业：板式换热器可以用于化学工业中的化工反应过程、蒸白水加热、冷凝等工艺。
以上所述只是板式换热器的简单介绍，随着科学技术的不断发展和市场需求的变化，板式换热器的技术和应用会不断地更新和改进，它在工业领域中的地位将越来越重要。
培训资料换热器
单程固定管壳换热器
固定管壳式换热器，在管板、管束和封头之间的连接为固定的。 在单程结构中，管束与两个固定的管板和固定封头连接。液体经 过固定的管板流入管束的一端，从另一端流近。
固定管板多程换热器
这种换热器与单程的类似，不同 在于流经多程换热器管层的液体至少 有一次折流，流动方向与初始进入换热器的流体流动方向相反。这种结 构通常在管入口的末端有一个一百八十度的转弯，使得流体可以转变流 向，换热器的出口与入口同侧，一般来说，该出口在管束的底部。另外， 在管的入口处必须装有挡板，使流体只流入上半部管束。这种结构可以 延长流体在换热器内的停留时间，传递更多热量。
热传导是热量通过物质不断进行直接传递，从高温区传递到低 温区，直至温差消除。物理原理表述为温差越大，热传导速率越 大。比如将手指伸入沸水中，手指和沸水间有很大温差，热量迅 速传递，导致手指感觉到沸水带来的疼痛。如果水冷到室温，我 们再用手指触摸，则没有疼痛的感觉，同时手指和水之间因为没 有温差也不存在热交换。
管壳式换热器的基本组成： 管—液体流路，提供与壳层液体传热的换热面。 管板—圆形金属平板，通过钻孔或者切割支撑管束按照特定模 式排列。 壳层—外部容器，内部含有管束和壳层流体。 封头—壳层末端外部，既可以是固定封头式的也可以是浮头式 的。 管层/壳层接口—管层/壳层的出入口。 分程板—换热器为多程时，是一种分离流经换热器液体流路的 方法。 折流板—平板式设计，支撑管束防止其震动，使壳层流体流动 剧烈，增加传热效率。
工业生产中最基本的换热器即套管换热器。它由里外两层管 道组成，外管为壳层，内管为管层。两管道内的流体不直接接触， 但外流体将热量传递给内管壁，然后内管壁将热量传给内流体 （传导热）。各层管内流体流向可以相同或相反。当两流体方向 流动--逆流时，换热效率更高。逆向流动时，由于热量分散到受 热液体分子（对流热）而导致涡流出现，这更加提高了热交换效 率。相比逆流，两流体并行的热交换效率要低得多。因为套管换 热器不能处理大流量，它是效率最低的换热器类型。
换热器(1)
第七节换热器换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式换热器基本上可分为三大类，即间壁式、混和式和蓄热式。
其中间壁式换热器应用最多，以下仅讨论此类换热器。
4-7-1 间壁式换热器的类型传统的间壁式换热器以夹套式和管式换热器为主，管式换热器结构不紧凑；单位换热容积所提供的传热面积小。
随着工业的发展，出现了一些高效紧凑的换热器，如板式和强化管式换热器。
一、管式换热器（一）蛇管换热器蛇管换热器分为两种，一种是沉浸式，另一种是喷淋式。
1．沉浸式蛇管换热器这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状（如图4-35）并沉浸在容器内的液体中。
蛇管换热器的优点是结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造；其缺点是容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小。
为提高总传热系数，容器内可安装搅拌器。
2．喷淋式蛇管换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，如图4-36，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器。
喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜，管外对流传热系数较沉浸式增大很多。
另外，这种换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦可带走一部分热量，可起到降低冷却水温度、增大传热推动力的作用。
因此，和沉浸式相比，喷淋式换热器的传热效果大为改善。
（二）套管式换热器套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管，然后用180°的回弯管将多段套管串联而成，如图4-37所示。
每一段套管称为一程，程数可根据传热要求而增减。
每程的有效长度为4~6m，若管子太长，管中间会向下弯曲，使环形中的流体分布不均匀。
图4-35 蛇管的形状图4-36 喷淋式换热器1―弯管2―循环泵3―控制阀图4-37 套管式换热器套管换热器结构简单，能承受高压，应用方便（可根据需要增减管段数目）。
特别是由于套管换热器同时具备总传热系数大、传热推动力大及能够承受高压强的优点，在超高压生产过程（例如操作压力为300MPa的高压聚乙烯生产过程）中所用的换热器几乎全部是套管式。
换热器简介
换热器简介换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器的应用广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等，都是换热器。
它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。
它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。
由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。
随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。
二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。
以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。
30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。
接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。
30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。
在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。
60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。
此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。
70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
换热器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称接触式换热器。
由于两流体混合换热后必须及时分离，这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。
换热器概论
换热器机电工程技术学院过程091班盖伟随着科技高速发展的今天，换热器已广泛应用国内各个生产领域，换热器跟人们生活息息相关。
换热器顾名思义就是用来热交换的机械设备。
有气体-气体交换，气体-液体交换，液体-液体交换这几种。
就是一种介质热能降低，另一种介质热能增多，达到热平衡，符合Q（吸） =Q（放）的热平衡公式。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多换热器简介及分类换热器是一种非常重要的换热设备，能够把热量从一种介质传递给另一种介质，在各种工业领域中有很广泛的应用。
尤其在化工、能源、交通、机械、制冷、空调等领域应用更广泛。
换热器能够充分利用工业的二次能源，并且能够实现余热回收和节能。
换热器的种类很多，根据不同的工业领域可以选用不同的换热器，可以更大的发挥换热器的传递热量的作用。
现在由于人们追求换热器重量轻、占地面积少、使用经济性高，从而推动了紧凑式换热表面的发展，所以紧凑式换热器在实际应用中种类很多。
管壳式的换热器在过程工业中的应用很广泛。
除了工业中用到的主要换热器种类，如紧凑式换热器、管壳式换热器、再生器和板式换热器外，还有其他特殊的换热器，如双套管、热管、螺旋式、板壳式、夹套式等。
换热器根据传递过程分为：间接接触式——直接传递式、蓄热式、流化床等。
直接接触式——冷却塔。
根据流动形式分为：并流、逆流、错流。
根据分成情况分类：单程换热器、多程换热器、根据流体的相态分类：气-液换热器、液-液换热器、气-气换热器。
根据传热机理分类：冷凝器、蒸发器1.2常见换热器原理及特点各种换热器的作用、工作原理、结构以及其中工作的流体种类、数量等差别很大，因此几种常见换热器的构造和原理如下：■ 板式换热器的构造原理、特点：板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。
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任务四：记录
将填料函式换热器组成部件及名称写在实训任务书 中，并对应写出作用。
序号 1 2 3 4 5 6 名称 作用
பைடு நூலகம்
示范
示范内容：1.检查法兰面； 2.螺丝紧固方法及步骤； 3.正确安装石棉垫片及法兰； 4.活动扳手、梅花扳手、铜棒的使用场合及方法。
实践操作
按要求完成填料函式换热器的安装； 安装要求：法兰对接有垫片、螺栓紧固对称，垫片 均匀压紧，法兰对齐，填料要压紧、注意安全。
2．换热器的分类
（1）按用途分： 课本自学并回答问题： 1自然界中有哪几种物理变化？ 2按用途分为哪几类换热器？ （2）按换热方式分。 直接接触式换热器 蓄热式换热器 间壁式换 热器 举例:空冷器、格子砖、列管式换热器、暖气 片
间壁式换热器
套管式换热 器 间壁式换热 器 固定管板式 换热器
课程导入：
化工生产领域， 包含了各种生产 设备，换热器作 为化工生产中最 常用的设备之一， 对于了解和学会 如何安装、维修、 维护保养有重要 的意义。
理论讲解：
任务一：换热器概述 1.传热设备—换热器 化工生产中，绝大多数的工艺过 程都有加热、冷却、汽化和冷凝过 程，这些过程总称为传热过程。传 热过程需要通过一定的设备来完成， 这些是传热过程得以实现的设备称 之为换热设备。
管壳式换热 器 板式换热器
浮头式换热 器
填料函式换 热器 U型管式换 热器
任务二：认识实训室填料函式换热 器结构
图7.7 填料函式换热器结构示意图 1—螺母，2—等长双头螺栓，3—封头，4—O型圈，5—管板法兰，6—活动管 板，7—壳体法兰Ⅰ，8—等长双头螺栓，9—短接法兰，10—短接，11—螺母， 12—垫片，13—壳体，14—换热管，15—定距管，16—折流板，17—拉杆， 18—法兰Ⅱ，19—螺栓，20—管板，21—垫片，22—螺母，23—管箱，24—支 座。
实训评价
学生分小组进行组内总结评价。（要求学生发言） 教师评价： 各小组学生操作中的优缺点及 还没有注意到的问题。
任务三：填料函式换热器各部件作 用
1—螺母：与螺栓一起起固定作用； 2—等长双头螺栓：与螺母一起起固 定作用； 3—封头：密封作用； 4—O型圈：密封作用； 5—管板法兰：固定作用； 6—活动管板：固定换热管； 7—壳体法兰：固定作用； 8—等长双头螺栓：与螺母一起起固定作用； 9—短接法兰：固定作用； 10—接管（短接）：引出短接法兰； 11—螺母：与螺栓一起起固定作用；12—垫片：密封作用； 13—壳体：换热器外壳，起容器作用；14—换热管：起换热作用； 15—定距管：固定折流挡板之间的距离； 16—折流挡板：（1）改变流体方向；（2）增加流体停留时间；（3）增强 换热效果； 17—拉杆：固定作用； 18—法兰Ⅱ：固定作用； 19—螺栓：与螺母一起起固定作用； 20—固定管板：固定换热管； 21—垫片：密封作用； 22—螺母：与螺栓一起起固定作用； 23—管箱：设备本体，起密封容器作用； 24—支座：支撑、固定作用。
换热器概述 认识填料函式换热器
化工组 袁鹏
第一节 换热器概述与 认识填料函式换热器
一、换热器的概念 二、换热器的分类 三、填料函式换热器的结构特点 教学目标：1.了解填料函式换热器的概念； 2.了解填料函式换热器的分类。 重点重点：1.换热器的概念 2.换热器的分类 课时：2小时