换热器的种类
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）一、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。
板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。
人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。
并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点：螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。
结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点：列管式换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可根据用户需要定制。
列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点：管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点：钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。
它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。
钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。
此阀除非定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当，低水位时从热交换器，或者排水系统不良。
换热器的种类及使用条件
换热器的种类及使用条件
换热器是一种广泛应用于化工、机械等领域的传热装置。
它可以将相互接触的两种流体之间的热量进行传递，从而达到加热、冷却、蒸发、浓缩等目的。
换热器选择的种类和使用条件与所需传热的流体、操作温度、压力、流量等有关。
本文将详细介绍换热器的种类及使用条件。
一、管壳式换热器
管壳式换热器是一种常见的传热装置，其主要由管壳体、进出口管口、传热管束等构成。
它的使用条件如下：
1.应用环境
适用于总热量需要大，对碳钢材质无特殊要求的场合。
2.操作温度和压力
管壳式换热器的操作温度和压力范围均较广，一般可以在-200℃～500℃、0.1MPa～10.0MPa的范围内使用。
3.流量条件
管壳式换热器的流量要求较高，适用于流量大、热负荷集中的场合。
板式换热器是一种以板片为传热介质的传热装置，由一系列波纹的金属板片组成。
其使用条件如下：
板式换热器适用于流量小、热负荷分散的场合。
在对材质无特殊要求的情况下，也可以应用于化学工业、制药工业等行业。
三、螺旋板式换热器
螺旋板式换热器适用于高粘度、易结垢、易沉淀的流体传热。
螺旋板式换热器的流量要求适中，基本可以满足大部分的场合。
适用于换热条件苛刻、对材质要求高的场合，如高压高温应用。
总的来说，选择换热器的种类和使用条件应根据所需传热的流体、操作温度、压力和流量等参数来决定，以达到最好的换热效果。
换热器
3.3 换热器选择3.3.1 换热器的类型换热器种类很多，按热量交换原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
其中间壁式换热器按传热面的形状和结构可分为：管壳式、板式、管式、液膜式、板壳式与热管。
目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。
管壳式换热器又称列管式换热器，该类换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。
近年来，尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促进其自身的发展。
在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。
列管式换热器可根据其结构特点，分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和釜式重沸器五类。
各类换热器特性如下表。
表3-1 各类换热器特性3.3.2 换热器选型原则换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质；压力、温度及允许压力降得范围；对清洗、维修的要求；材料价格；使用寿命等。
本项目选用目前应用最广泛的列管式换热器。
列管式换热器中常用的是固定管板式和浮头式两种。
一般要根据物流的性质、流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修清洗等要素决定选用列管换热器的型式。
从经济角度看，只要工艺条件允许，应该优先选用固定管板式换热器。
但遇到以下两种情况时，应选用浮头式换热器。
①壳壁与管壁的温差超过70℃；壁温相差50～70℃。
而壳程流体压力大于0.6MPa时，不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。
②壳程流体易结垢或腐蚀性强时不能采用固定管板式换热器。
综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面，本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。
3.3.3换热管规格选择①管子的外形：列管换热器的管子外形有光滑管和螺纹管两种。
一般按光滑管设计。
当壳程膜系数低，采取其他措施效果不显著时，可选用螺纹管，它能强化壳程的传热效果，减少结垢的影响。
②管子的排列方式：相同壳径时，采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子，使单位传热面积的金属耗量降低。
换热器设计计算
污垢热阻的大致数值
流体种类
水(u<1m/s, t<50℃) 海水 河水 井水 蒸馏水
锅炉给水 未处理的凉水塔用水 经处理的凉水塔用水 多泥沙的水
盐水
污垢热阻 m2·℃/W
0.0001 0.0006 0.00058 0.0001 0.00026 0.00058 0.00026 0.0006 0.0004
校核性热计算 针对现成的换热器，其目的在于确定流体 的出 口温度
因此： 设计型——已知任务设备 操作型——已知一定设备预测、调节结果
1、设计型计算的命题
给定生产任务：ṁ1，T1T2(or ṁ2，t1t2) 选择工艺条件：t1，t2 计算目的：换热器传热面积A（管子规格，根数）；ṁ2 特点：结果的非唯一性。
换热器设计计算
5.1 换热器类型
换热器类型 按结构分为
间壁式
套管式 交 壳 板叉 管 式流 式(换管热壳器式)管 管 板翅 束 翅式 式 式
螺旋板式
夹套式
混合式
蓄热式
按用途分为：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器
蓄热器（蓄能器）
（一）间壁式换热器 一、套管式换热器
二 、管壳式换热器
2、设计计算公式：
质量衡算：ṁ1
ṁ2
ṁn = ?
dn = ?
热量衡算： Q = ṁ1Cp1(T1 - T2) = ṁ2Cp2(t2 - t1)
传热速率式： Q = KAtm
注意： 计算单位要统一
➢ 热量：由于温差的存在会导致能量的交换。 该交换过程称为热交换或热传递。 热量的国际单位：焦耳（J）或常用单位：卡（cal）。 换算关系：1cal=4.19J
（对数平均数）
Δt1 Δt2 ln Δt1
换热器分类和特点
换热器分类和特点
1. 板式换热器啊，那可是换热器家族里的小巧精灵！就像你家里那精致的小摆件，体积不大但功能强大。
你看，在一些需要紧凑空间的地方，它就能大显身手啦！比如说小型的暖通系统。
2. 管式换热器，这可是个厉害的家伙！像个大力士一样，能承受很大的压力和温度呢！大型化工厂不就经常用它嘛，那可真是稳定运行的保障啊！
3. 翅片管式换热器，哎呀呀，就像是给换热器穿上了超级保暖的羽绒服！加大了换热面积呢。
汽车的散热器不就是用它来保证汽车不“发烧”嘛！
4. 螺旋板式换热器，这多特别呀，像一条盘旋的巨龙！弯曲的设计让它在一些特殊工况下表现超棒的哟，想想那些不走寻常路的工业流程就懂啦！
5. 板翅式换热器，嘿，这就是个结合体呀！兼具了板式和翅片式的优点呢，难道不是很牛？航天领域用它来保障设备的正常运行，厉害吧！
6. 沉浸式换热器，哇哦，就像人泡在温泉里一样，那是全方位的接触换热呀！在一些需要简单直接换热的场合，它可不会让人失望，好比家用的热水器啊。
7. 喷淋式换热器，你想想，就像给换热器冲了个舒服的热水澡！让换热更加高效快速。
食品加工行业很多就靠它来保持温度呢！
8. 蓄热式换热器，这可是个能“存能量”的宝贝呀！就好像你存钱一样，把热量存起来等需要的时候再用。
钢铁厂的余热回收不就常用它嘛。
9. 混合式换热器，那真的是各种方式都来一点呀，超级灵活的呢！像个多面手一样。
在一些复杂的工艺中，它能自如应对，多厉害呀！
总之呀，换热器的种类这么多，各有各的特点和用处，我们可真得好好了解它们，才能让它们在合适的地方发挥最大的作用呀！。
常见换热器的种类及特点
常见换热器的种类及特点换热器是将热量从一个物质传递到另一个物质的设备，常见的换热器种类包括壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器、换热管束和换热器组件等。
每种换热器都有其独特的特点和适用场景。
1. 壳管式换热器壳管式换热器是最常见的一种换热器，由一个外壳和多个内置管子组成。
热传导通过管壁实现，热量从热源通过管内流体流向冷却介质。
壳管式换热器具有结构简单、适用性广、换热效率高的特点。
常见的壳管式换热器有固定式和浮动式两种，固定式适用于高温高压场合，浮动式适用于温差较大的情况。
2. 板式换热器板式换热器由多个金属板组成，热传导通过板之间的薄层流体实现。
板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗方便等特点。
板式换热器适用于低温低压场合，如冷却水、空调系统等。
3. 螺旋板式换热器螺旋板式换热器是将螺旋板组装在两个端盖上形成的，通过螺旋板的旋转实现热传导。
螺旋板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗方便等特点。
螺旋板式换热器适用于高温高压场合。
4. 换热管束换热管束是将多根直径较小的管子束缚在一起，通过管壁实现热传导。
换热管束具有结构紧凑、传热效率高、适用性广的特点。
换热管束适用于高温高压场合。
5. 换热器组件换热器组件是由多个换热器组成的系统，可以根据不同的需求组合和调整。
换热器组件具有灵活性高、适应性强的特点。
换热器组件适用于需要灵活配置和调整的场合。
以上是常见的换热器种类及其特点。
根据不同的工作条件和需求，选择适合的换热器可以提高换热效率，降低能耗，实现更加有效的热量传递。
换热器基本知识
（2） 浮头式换热器
浮头式换热器 1—防冲板；2—折流板；3—浮头管板；4—钩圈；5—支耳
浮头式换热器
• 浮头式换热器 管束一端的管板可自由浮动，完 全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出, 便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较 广。
• 优点：管间和管内清洗方便，不会产生热应力 ；
• 缺点：结构复杂，造价比固定管板式换热器高 ，设备笨重，材料消耗量大，且浮头小盖在操 作中无法检查，制造时对密封要求较高。
• 流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。 图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内 流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样 流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。 同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次 通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。
设备。
二、间壁式换热器的类型
沉浸式蛇管换热器
管式换热器
间壁式换热器
板式换热器
喷淋式换热器
套管换热器
固定管板式
列管式换热器
U型管
平板式换热器
浮头式 填料函式
螺旋板式换热器 夹套式换热器
板翘式换热器 翘片式换热器
翘片管换热器
(一) 管式换热器
管式换热器特点
• 管式换热器虽然在换热效率、结构紧凑性和单位传热
• 缺点：由于受弯管曲率半径的限制，其换热管 排布较少，管束最内层管间距较大，管板的利 用率较低，壳程流体易形成短路，对传热不利 。当管子泄漏损坏时，只有管束外围处的U形 管才便于更换，内层换热管坏了不能更换，只 能堵死，而坏一根U形管相当于坏两根管，报 废率较高。
换热器种类及介绍
换热器种类及介绍换热器是一种用于传递热量的设备，用于在工业生产及日常生活中实现热能的转换。
根据不同的使用场景和要求，换热器有多种不同的种类。
下面将介绍几种常见的换热器类型。
1. 管壳式换热器（Shell and Tube Heat Exchanger）：管壳式换热器是一种常见的换热器类型，由一个外壳和一组管子组成。
热量在管子和外壳之间进行传递，一种流体通过管子流动，另一种流体通过外壳流动。
管子和外壳内大部分是平行或对流的，从而实现热能的传递。
管壳式换热器适用于高流量和高温差的应用，例如化工和空调系统。
2. 板式换热器（Plate Heat Exchanger）：板式换热器是一种由多个平行金属板堆叠而成的换热器。
板与板之间形成一个狭窄的通道，两种流体分别通过不同的通道流动，热量通过板间的金属板传递。
板式换热器具有高传热效率和紧凑的设计，适用于低流量和低温差的应用，例如制冷和加热系统。
3. 螺旋板换热器（Spiral Plate Heat Exchanger）：螺旋板换热器是一种由两个平行螺旋板组成的换热器。
两种流体分别在螺旋板间流动，热量通过螺旋板传递。
螺旋板换热器具有较高的传热效率，且容易清洗和维护，适用于高粘度和易结垢的流体。
4. 管束式换热器（Bundle Heat Exchanger）：管束式换热器由大量细管束构成，一种流体通过管束内部流动，另一种流体在管束外部流动。
热量通过管壁传递。
管束式换热器具有较高的传热效率和较低的压降，适用于蒸汽发生器和燃气锅炉等设备。
5. 盘式换热器（Disc and Doughnut Heat Exchanger）：盘式换热器是一种由许多平行圆盘组成的换热器。
热量通过圆盘间的空隙传递，一种流体通过圆盘内部流动，另一种流体通过圆盘外部流动。
盘式换热器具有紧凑的设计和高传热效率，适用于高温和高压的应用，例如化工和炼油。
这些换热器种类只是常见的几种，在实际应用中还有其他种类，如板式换热器的纹路型换热器、膜式换热器、液体-液体换热器等。
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换热器的种类
一.换热器的概念
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.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。
换热设备因其用途不同，类型繁多，性能不一，但均可归结为管壳式结构和板式结构两大类。
二.换热器的工作原理
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质，而在容器内有管道穿过。
让热水从管道内流过。
由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，也就是初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水，换热器又称热交换器。
三.机械结构形式
换热器的分类良多，可以按传热原理、结构和用途等进行分类，按其结构分类主要有管壳式和板式两种。
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。
1、间壁式换热器的类型
a.夹套式换热器
这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单；但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或
其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管.夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。
b.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,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,管外给热系数小.为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。
c.喷淋式换热器
这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，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,管外给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有改善。
d.套管式换热器
套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内,另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大.另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流,对数平均推动力较大。
套管换热器结构简单,能承受高压,应用亦方便(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3000大气压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。
e.管壳式换热器
管壳式(又称列管式)换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。
在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；一种在管外流动,其行程称为壳程。
管束的壁面即为传热面。
为提
高管外流体给热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。
折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。
常用的档板有圆缺形和圆盘形两种,前者应用更为广泛.。
流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。
为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均分隔成若干组。
这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。
同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间,称多壳程。
在
管壳式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。
如两者
温差很大,换热器内部将出现很大的热应力,可能使管子弯曲,断裂或从管板上松脱。
因此,当管束和壳体温度差超过50℃时,应采取适当的温差补偿措施,消除
或减小热应力。
2、混合式换热器
混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式
避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大
的传热速率。
故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例
如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。
它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部
门中。
按照用途的不同，可将混合式热交换器分成以下几种不同的类型：
(1)冷却塔(或称冷水塔)
在这种设备中，用自然通风或机械通风的方法，将生产中已经提高了温度
的水进行冷却降温之后循环使用，以提高系统的经济效益。
例如热力发电厂或
核电站的循环水、合成氨生产中的冷却水等，经过水冷却塔降温之后再循环使用，这种方法在实际工程中得到了广泛的使用。
(2)气体洗涤塔(或称洗涤塔)
在工业上用这种设备来洗涤气体有各种目的，例如用液体吸收气体混合物
中的某些组分，除净气体中的灰尘，气体的增湿或干燥等。
但其最广泛的用途
是冷却气体，而冷却所用的液体以水居多。
空调工程中广泛使用的喷淋室，可
以认为是它的一种特殊形式。
喷淋室不但可以像气体洗涤塔一样对空气进行冷却，而且还可对其进行加热处理。
但是，它也有对水质要求高、占地面积大、
水泵耗能多等缺点：所以，目前在一般建筑中，喷淋室已不常使用或仅作为加
湿设备使用。
但是，在以调节湿度为主要目的的纺织厂、卷烟厂等仍大量使用。
(3)喷射式热交换器
在这种设备中，使压力较高的流体由喷管喷出，形成很高的速度，低压流
体被引入混合室与射流直接接触进行传热，并一同进入扩散管，在扩散管的出
口达到同一压力和温度后送给用户。
(4)混合式冷凝器
这种设备一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝。
3.蓄热式换热器
蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。
内装固体填充物，用以贮蓄热量。
一般用耐火砖等砌成火格子(有时用金属波形带等)。
换热分两个阶段进行。
第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。
第二阶段，冷
气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热。
这两个阶段交替进行。
通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时，冷气体进入另一器。
常
用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。
也用于化学工业，如煤气炉中的空气预
热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄热式裂化炉。
蓄热式换热器一般用于对介质混合要求比较低的场合。