换热器简介与强化换热讲解

2.浮头式换热器
1.管程隔板 2.壳程隔板 3.浮头
它是将一端管板与壳体相连，而另一端管板不与壳体固 定连接，可以沿轴向自由浮动，如图示。这种结构不但可 完全消除热应力，而且在清洗和检修时整个管束可以从壳 体中抽出。因而尽管其结构复杂，造价高，但应用较为普 遍。
3.U型管式换热器
1.U形管 2.壳程隔板 3.管程隔板
所谓间壁式换热器是指两种温度不同的流体在 固定壁面相隔的空间内流动，通过两侧流体与避 免的对流换热及避免的导热而进行的热量传递的 换热器。参与换热的两种流体不会混合，传递过 程连续而稳定的进行。 如各种管壳式、板式结构的换热器。
按传热面形状和结构分
管式换热器
板式换热器
特殊形式换热器
9
1.管式换热器 通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结 构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套管 式换热器、翅片式换热器等。应用最广。 2.板式换热器 通过板面进行传热的换热器。按传热板的结构形 式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换热 器等。 3.特殊形式换热器 根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热 器。如回转式、热管、同流式换热器等。
在两块平行薄金属之间，夹入波纹状或其它形状的翅片，两边以侧条密封，即组 成为一个换热单元体。将各单元体进行不同的叠积和适当的排列，并用钎焊固定， 成为并流、逆流、错流的板束(或称蕊部)。然后再将带有流体进出口接管的集流箱 焊在板束上，即成为板翅式换热器。常用的翅片为光直型、锯齿型和多孔型三种 型式。 板翅式换热器一般用铝合金制造，结构紧凑、轻巧，单位体积传热面积可达到 2500～4000m2/m3，传热系数高，空气的对流传热系数可达到350W/m2· K，承压 可达5MPa。但容易堵塞，清洗困难，不易检修，适用于清洁和无腐蚀性流体的换 热。现已在石油化工、气体分离等工业中得到应用。
当蓄热体与热流体接触时， 从热流体处接受热量，蓄热体 温度升高，然后与冷流体接触， 将热量传递给冷流体，蓄热体 温度下降，从而达到换热的目 的。特点是结构简单，可耐高 温，体积庞大，不能完全避免 两种流体的混和。 适于高温气体热量的回收或 冷却。如回转式空气预热器。
热流体 冷流体
热流体
冷流体
3.间壁式换热器
它是将每根管子都弯成U型状，两端固定在同一 管板的两侧，管板用隔板分成两室，如图示。这种 结构使得每根管子可以自由伸缩，与其它管子和壳 体无关，从而解决了热补偿问题。这种换热器结构 简单，可用于高温高压，但管程不易清洗，而且因 管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率低。
4.蛇管式换热器
4.1.
蛇管多以金属管弯绕而成，或制 成适应各种容器需要的形状，沉 浸在容器中。两种流体分别在管 内外流动通过蛇管表面进行换热， 如图所示。其优点是结构简单， 制造方便，能承受高压，可用耐 腐蚀材料制造。缺点是容器内液 体湍动程度低，管外对流传热系 数小，传热效果可通过增设搅拌 提高，此外传热面积有限，主要 用于传热量不大的容器中。
换热器简介和强化换热
1
主要内容
引言
换热器分类
常见换热器介绍 强化换热
2
引言—换热器的重要作用
据资料统计，在现代石油化工 企业中，换热器的投资约占装 置建设总投资 30% ～ 40% ，世 界各国不断地从事对新型高效 换热设备的研究，以期提高热 能利用率，不断降低对天然能 源的消耗，因此，换热器在减 少企业的建设投资及提高企业 的经济效益方面具有重要影响 。迫切需要研究各种高效能紧 凑节能型的换热器。
3
主要内容
引言
换热器分类
常见换热器介绍 强化换热
4
按作用原理分：
直接接触式换热器
蓄热式换热器
间壁式换热器
5
1.直接接触式换热器
两种不同温度的流体直接 接触，相互混和传递热量。 特点是结构简单，传热效 率高。 适于两种流体允许混和的 场合。如凉水塔、洗涤塔、 文氏管及喷射冷凝器等。
热流体
冷流体
2.蓄热式换热器
平板式换热器
9.螺旋板式换热器
它是由两张互相平行的 薄金属板，卷制成同心 的螺旋形通道。在其中 央设置隔板将两通道隔 开，两板间焊有定距柱 以维持通道间距，螺旋 板两侧焊有盖板和接管。 两流体分别在两通道内 流动，通过螺旋板进行 换热。
10.
板翅式换热器的结构型 式很多，但是基本结构 是由平行隔板和各种型 式的翅片构成的板束组 装而成，如图示。
按所用材料分
金属材料换热器 非金属材料换热器
11
按所用材料分
1.金属材料换热器 由金属材料加工制成的换热器。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 有非金属材料制成的换热器。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。
4.2喷淋式蛇管换热器
如图示，将蛇管成排地固定在支架上，水由最 上层管的喷淋装置中均匀淋下，沿管表面流过， 与管内热流体换热。其优点是传热效果较沉浸 式好，传热面积大而且可以改变，检修和清洗 方便。缺点是喷淋不易均匀。 主要用于管内流体的冷却，常设置在室外空气 流通处。
5.套管式换热器
将两种直径不同的 直管制成同心套管， 根据换热要求将若 干段套管连接组合 而成，如图示。
每段套管称为一程，长约 4～ 6m，每程的内管依次与下一 程的内管用 U 型弯头连接，外管之间也由管子连通，可同 时几排并列，每排与总管相连。换热时一种流体走管内， 另一种流体走环隙，而且两种流体可始终保持逆流换热， Δtm 大。适当选择两管的直径，两流体可得到较高的流速， 故一般具有较高的传热系数。其优点是结构简单，能耐高 压，传热面积易于增减；缺点是设备结构不紧凑，金属耗 用量大，一般用于换热量不大的场合。
6.翅片管式换热器
它是在管的表面上加装一定形式的翅 片，有横向和纵向两类。 翅片管换热器主要用于两种流体的对 流传热系数相差较大时，在h小的一侧 加装翅片，从而增大传热面积，提高流 体的湍动程度，以提高对流传热系数。
8.板式换热器
为了使换热器结构更为紧凑，提高单 位体积的传热面积，增加传热效果，以 及适应某些工艺过程的需要等，开发了 以板状作为传热面积的换热器，称为板 式换热器。
主要内容
引言
换热器分类
常见换热器介绍 强化换热
13
1.固定管板式换热器
1.挡板 2.补偿圈 3.放气嘴
它是将两端管板和壳体连接在一起，因而具有结构简单， 造价低廉的优点，但由于壳程清洗和检修困难，管外物料 应清洁、不易结垢 。对温差稍大时可在壳体的适当部位焊 上补偿圈(或称膨胀节)，通过补偿圈发生弹性变形适应外壳 和管束不同的膨胀程度，如图示。这种补偿方法简单但有 限，只适用于两流体温差小于70℃，壳程流体压强小于 0.6MPa的场合。