热交换器
热交换器的工作原理
热交换器的工作原理首先，热交换器的基本结构包括壳体、管束和管板。
热交换器的工作流程是这样的，首先，热交换器内部有两种不同温度的流体，它们分别流经管束和壳体。
当两种流体在热交换器内部流动时，它们会在管束和壳体之间进行热量交换，从而实现温度的传递和调节。
这种热量交换的过程是通过管束和壳体之间的热传导和对流传热来实现的。
其次，热交换器的工作原理是基于热量平衡的原理。
当两种不同温度的流体在热交换器内部进行热量交换时，它们会逐渐趋向热量平衡。
也就是说，热量会从高温流体传递到低温流体，直到两种流体的温度达到平衡。
这样，热交换器就实现了对流体温度的调节和控制。
另外，热交换器的工作原理还与流体的流动方式有关。
一般来说，热交换器内部的流体流动方式有两种，分别是串联流和并联流。
串联流是指两种流体在热交换器内部依次流动，而并联流是指两种流体在热交换器内部同时流动。
不同的流动方式会影响热交换器的热量传递效果，因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的流动方式。
最后，热交换器的工作原理还涉及到热传导和对流传热的基本原理。
热传导是指热量通过固体传递的过程，而对流传热是指热量通过流体传递的过程。
在热交换器内部，热传导和对流传热共同作用，实现了流体之间的热量交换。
因此，了解热传导和对流传热的基本原理对于理解热交换器的工作原理至关重要。
总的来说，热交换器的工作原理是基于热量传递和热量平衡的原理，通过热传导和对流传热实现了对流体温度的调节和控制。
同时，流体的流动方式也会影响热交换器的热量传递效果。
通过深入了解热交换器的工作原理，我们可以更好地应用和维护热交换器，提高其工作效率和使用寿命。
热交换器
1.热交换器：在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给其他流体的设备。
在这种设备内，至少有两种温度不同的流体参与传热。
一种流体温度较高，放出热量;另一种流体温度较低，吸收热量。
2.热交换器按热流体与冷流体的流动方向分：顺流式、逆流式、错流式、混流式3.热交换器按照传送热量的方法分为：间壁式、混合式、蓄热式。
间壁式是最常见的热交换器。
4.热交换器热计算的类型：设计性热计算、校核性热计算5.热容量：W=Mc，代表流体的温度每改变1摄氏度时所需的热量。
6.温度效率P：冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率。
7.修正系数ψ值总是小于或等于1的。
最好使大于0.9，若小于0.75认为不合理8.传热有效度ε：实际传热量Q与最大可能传热量Qmax之比。
ε=Q/Qmax9.在同样的传热单元数时，逆流热交换器的传热有效度总是大于顺流的，且随传热单元数的增加而增加，在顺流热交换器中则与此相反，其传热有效度一般随传热单元数的增加而趋于定值10.工业上的热交换器，流体流动方向多为逆流。
当流体温度高，有化学变化时用顺流11.管壳式热交换器的类型：固定管板式、U型管式、浮头式、填料函式。
12.管子在管板上的固定方法：胀管式、焊接式13.管子排列方式有：等边三角形排列法、同心圆排列法、正方形排列法14.隔板或折流板的作用：为了提高流体的流速和湍流程度，强化壳程流体的传热15.挡管和旁路挡板的作用及安装原因：若在参与换热的流体中，有一部分流体从主流体旁路流出去，例如在浮头式热交换器，由于安装浮头法兰的需要，圆筒内有一圈较大的没有排列管子的间隙，因而促使部分流体由此间隙短路而过，则主流速度及其换热系数都将下降。
而旁路流体未经换热就到达出口处，与主流混合必使流体出口温度达不到预期的数值。
挡管和旁路挡板就是为了防止流体短路而设立的构件。
16.管程数易取偶数，以使流体的进、出口连接管做在同一封头管箱上，便于制造。
17.确定传热系数的三种方法：选用经验数据、实验测定、通过计算18.廷克壳侧流体流动模型，将壳侧流体分为错流、漏流及旁流等几种流路。
热交换器工作原理
热交换器工作原理
热交换器是一种用于热能转移的重要设备。
它主要通过将两个流体(通常是热流体和冷流体)分开并通过固体壁传递热量来实现热能的交换。
热交换器的工作原理如下：
1. 流体进入：两个不同温度的流体分别通过进口管道进入热交换器。
2. 流体分离：热交换器内部通常由一系列薄板或管道组成，用于将两个流体分开。
这些板或管道上通常有许多小孔，通过这些小孔两个流体可以接触。
3. 热量传递：当两个流体在热交换器中流动时，它们的温度会逐渐趋于平衡。
热交换器中的壁会传导热量，使得热流体的热量能够传递给冷流体。
这个过程通常采用对流和传导的方式进行，其中对流是通过流体本身的对流传递热量，而传导是通过壁传导热量。
4. 流体出口：热交换器中的热流体和冷流体分别通过出口管道离开热交换器。
此时，热流体的温度已经降低，而冷流体的温度已经升高。
通过这种方式，热交换器可以在两个流体之间传递热量，从而实现能量的高效利用。
热交换器在许多行业中应用广泛，如化
工、石油、能源等。
它可以用于加热、冷却、回收废热等多种工艺中，提高能源利用效率和节约资源。
热交换器原理
热交换器原理概述热交换器 (Heat Exchanger) 是一种设备，用于传递热量从一个流体到另一个流体而不使它们混合在一起。
热交换器在许多工业和商业应用中被广泛使用，包括暖气系统、空调系统、化工加工以及能源生产等领域。
它旨在提高能量利用效率，减少能源浪费，以及保护环境。
原理热交换器的工作原理基于热量传递和流体流动的原理。
它通常由两个流体流经热交换器中的两个热交换介质，通过介质之间的热传导实现热量的传递。
1. 流体流动热交换器中的两个流体，通常被称为工作流体和传热介质流体，通过各自的通道与换热管道相连接。
工作流体可以是液体或气体，在流经热交换器的过程中，它会传递热量给传热介质流体。
2. 传热介质流体传热介质流体可以是热水、蒸汽、液态氨等，它在热交换器中流动，在与工作流体接触的地方接收或释放热量。
传热介质流体的选择取决于具体的应用需求和技术要求。
3. 传热管道热交换器中的传热管道起到连接工作流体和传热介质流体的作用。
传热管道可以是平行管道、螺旋管道、板式管道等形式，它们被设计成高效的结构，以最大化热量传递和流体流动。
4. 传热表面热交换器中的传热表面是工作流体和传热介质流体之间进行热传导的区域。
传热表面的设计和材料选择对热交换器的性能和效率有重要影响。
常见的传热表面材料包括铜、铝、不锈钢等。
工作过程热交换器的工作过程可以归纳为以下几个步骤：1. 流体进入工作流体和传热介质流体分别从热交换器的进口进入，它们分别流经各自的通道和传热管道。
2. 热传导工作流体和传热介质流体在传热表面进行接触，通过热传导实现热量的传递。
传热介质流体吸收工作流体的热量，使其温度升高，而工作流体则从传热介质流体吸收或失去热量，使其温度变化。
3. 流体流动工作流体和传热介质流体继续在热交换器中流动，以保持热传导和热量传递的持续进行。
流体流动通过增加热交换的表面积和提高流体流速来增加传热效率。
4. 热量输出工作流体和传热介质流体分别从热交换器的出口流出，它们的温度和热量分布已经发生变化。
热交换器工作原理
热交换器工作原理热交换器是一种用于传递热量的装置，广泛应用于许多领域，包括空调系统、供热系统、化工工艺和能源回收等。
它的工作原理基于热量的传递和流体的流动。
本文将详细介绍热交换器的工作原理及其相关要素。
1. 热交换器的组成部分热交换器主要由两个流体通道及其之间的传热表面构成。
通常情况下，其中一个流体通过管道流动，被称为“热介质”，而另一个流体流经平板或管壳内部，被称为“工作介质”。
两个流体通过传热表面进行热量传递，实现能量的交换。
2. 热交换器的工作过程热交换器的工作过程分为两个基本步骤：传热和流体流动。
在传热过程中，热介质的热量通过传热表面传递给工作介质，同时工作介质的冷热被传递给热介质。
而在流体流动过程中，热介质和工作介质通过各自的管道进出热交换器，保持流动状态以确保热量传递效果。
3. 传热的方式热交换器中，热量的传递主要通过三种方式实现：对流、传导和辐射。
对流传热是指流体的运动带来的热量传递。
流体在传热表面上流动时，会带走或吸收传热表面的热量，实现热量的传递。
这是热交换器传热效率高的一种方式。
传导传热是指热量通过传热表面的物质直接传递。
传热表面通常采用导热性能较好的金属材料制成，这样能够有效地传导热量。
辐射传热是指两个物体之间的热量通过电磁波辐射传递。
在热交换器的传热表面，热量会以辐射的形式传递给另一个流体。
4. 流体流动的方式热交换器中的流体流动方式主要分为两种：串行流动和并行流动。
串行流动是指热介质和工作介质在热交换器中分别以串行的方式流动。
这种流动方式的特点是两个流体的进出口分别位于相反的两端，流经整个传热表面后离开热交换器。
并行流动是指热介质和工作介质在热交换器中以相同的方向流动。
这种流动方式的特点是两个流体的进出口位于相同的一端，并且在传热表面上并行流动。
5. 其他因素的影响除了传热方式和流体流动方式外，热交换器的工作效果还受到其他因素的影响，这些因素包括流体的物性参数、流体流速、传热表面的材料以及热交换器的结构等。
热交换器的工作原理
热交换器的工作原理
热换器工作原理：热换器又称热交换器，是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
是在一个大的封闭容器内装上水或者其他介质，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，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还给了容器内的冷水，也就是物理的热平衡。
快净全热交换器工作原理：全热交换器将整体平衡式通风设计与高效热交换完美地结合在一起。
核心配件有风机及热交换器。
该系统从室外引入新鲜空气，然后将室内的污浊空气排除出去，在不开窗的情况下完成室内空气置换，提高室内空气品质。
与此同时，进来的新风和从室内排出的污浊空气在热交换器里面进行热能量交换，降低了新风对室内温度的影响，同时提高了人体舒适度。
全热交换器是进行室内通风的最佳途径。
快净全热交换器工作原理：全热交换器将整体平衡式通风设计与高效热交换完美地结合在一起。
核心配件有风机及热交换器。
该系统从室外引入新鲜空气，然后将室内的污浊空气排除出去，在不开窗的情况下完成室内空气置换，提高室内空气品质。
与此同时，进来的新风和从室内排出的污浊空气在热交换器里面进行热能量交换，降低了新风对室内温度的影响，同时提高了人体舒适度。
全热交换器是进行室内通风的最佳途径。
热交换器维护规范
热交换器维护规范引言热交换器是工业设备中常见的一种设备，用于传递热量。
为了确保热交换器的正常运行和延长其使用寿命，本文提供了一些热交换器维护规范。
定期清洁热交换器在使用过程中会积累灰尘、污垢和沉积物，这可能会降低其热传递效率。
因此，定期清洁热交换器非常重要。
清洁过程应包括以下步骤：1. 关闭供热系统，并断开与热交换器相关的管道连接。
2. 用软毛刷或高压水枪清洁热交换器表面。
3. 检查热交换器内部是否有积聚的污垢和沉积物，并进行适当清除。
4. 重新连接管道，并确保连接处没有泄漏。
检查冷却水冷却水是热交换器中的重要介质，必须保持清洁，并定期检查其性能。
以下是检查冷却水的建议：1. 检查冷却水的流量和压力是否正常。
2. 定期检查冷却水中的化学物质含量，例如钙、镁、铁等。
3. 如有必要，及时更换冷却水，并清洗冷却水系统。
检查密封件热交换器中的密封件起着防止泄漏的重要作用。
定期检查密封件的状况，并采取以下措施：1. 检查密封件是否有破损、老化或变形的迹象。
2. 及时更换破损的密封件，确保热交换器的正常运行。
监测性能为了及时发现热交换器的故障或性能下降，建议定期监测其性能。
以下是一些建议的监测方法：1. 测量冷却水的入口温度和出口温度，以确保热交换器的热传递效率。
2. 检测热交换器上的压力和流量传感器是否正常工作。
3. 定期检查热交换器的排放和排气口，确保其无堵塞和泄漏现象。
总结遵循这些热交换器维护规范可以确保热交换器的正常运行和延长其使用寿命。
定期清洁热交换器、检查冷却水、检查密封件，并监测性能是维护热交换器的关键步骤。
热交换器原理
热交换器原理热交换器是一种常见且重要的热工设备，被广泛应用于各个领域，包括能源、化工、制冷与空调等。
它的作用是在流体之间实现热量的传递与交换，从而达到调节温度、增加能效和改善工艺条件的目的。
热交换器的原理是基于热传导、对流和辐射的三种传热方式。
一、热传导热交换器中最基本的传热方式是热传导。
当两个接触物体之间存在温度差时，热量会通过物体的分子之间的碰撞而传导到另一物体。
在热交换器中，热量从较高温度的流体传导到较低温度的流体中。
为了提高热传导效率，常用的方法是增加传热面积，例如采用复杂的管板结构或鳍片来增加热交换面积。
二、对流对流是热交换器传热的另一种重要方式。
在流体中，当存在温度差时，会形成流动，从而使得热量更加有效地传递。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指流体由于密度的差异而形成的对流。
在热交换器中，通过设计合适的流道结构，可以利用自然对流来增加传热效率。
同时，通过调整流体的速度和流动方向，可以控制对流传热的强度。
强制对流是指通过外部力量（例如泵或风扇）的作用，使流体产生流动，从而实现对流传热。
在热交换器中，强制对流通常用于处理大流量的流体，以提高传热效率。
同时，适当选择流体的入口和出口位置，可以减少流动中的阻力，并提高对流传热的效率。
三、辐射辐射传热是指通过电磁波辐射的方式实现热量传递。
在热交换器中，由于存在高温物体和低温物体之间的辐射，热量会通过辐射传递。
辐射传热不需要介质的存在，因此在真空或纯气体环境下也能进行传热。
为了提高辐射传热效率，通常会采用表面涂层或选择适当的材料来增加辐射传热的表面积和能量吸收率。
同时，通过控制温度差和减少热辐射表面的反射，可以有效提高辐射传热的效果。
综合应用和优化在实际工程中，为了提高热交换器的效率和性能，常常会综合应用上述的传热方式，并通过合理的结构设计和优化来达到预期的效果。
例如，通过将多个热交换器相互连接，形成复合热交换器，可以充分利用各种传热方式同时发挥作用。
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填料函式换热器
对分流壳体
填料函
填料函式换热器
优点：
（1）结构比浮头式换热器简单，壳体和管束热变形 自由，不产生热应力。
（2）管束可从壳体中抽出，壳程的检修和清洗方 便。
缺点： 填料函处形成动密封，壳程介质易泄漏， 要求壳程介质温度和压力不能过高，且无毒、非易 燃和易爆。
要坚固和紧密;
(2)设备要尽量紧凑，以便减小管板和壳体的直径，并使 管外空间的流通截面减小，以便提高管外流体的流速;
(3)要使制造、安装和修理、维护简便 这些要求能否满足，关键在于管子的排列方式和管间距
的正确选择。
流 体 流 动 方 向
正三角形
流 体 流 动 方 向
转角正三角形
正三角形最普遍，因为在相同的管板面积上 排管最多，结构紧凑，但管外清洗不方便；
固定管板式换热器
列管结构 双管程管壳式换热器
固定管板式换热器
优点： （1）结构简单紧凑，制造成本低。
（2）与其它类型换热器相比，在 相同壳体直径下，排管数目最多。
（3）管内便于清洗。
缺点： （1）壳程不能用机械方法清洗，
应走清洁流体。 （2）不设膨胀节时，管、壳程
可能产生较大的温差应力。
带膨胀节的固定管板换热器
概念解释：密封焊—不保证强度，只防漏； 强度焊—既防漏，又保证抗拉脱强度； 贴胀—只消除间隙，不承担拉脱力； 强度胀—既消除间隙，又满足胀接强度。
目前，先焊后胀与先胀后焊两派学说仍处于争 议之中。
换热管在管板上的排列方式:
在确定管子在管板上的排列方式时，应该考虑 下列原则:
(1)要保证管板有必要的强度，而且管子和管板的连接
当壳程流体不是污染性介质时，采用正三 角形排列法。正三角形排列法在一定的管板面 积上可以配置较多的管子数，且由于管子间的 距离都相等，在管板加工时便于画线与钻孔。
我国换热器系列中，固定管板式多采用正 三角形排列
正方边形
流 体 流 动 方 向 正方形
流 体 流 动 方 向 转角正方形
正方形排管少，结构不够紧凑，但管外清洗较方便。
（3）为使浮头管板和管束检修时能够一起抽出，在管束外缘 与壳壁之间形成宽度为16~22mm的环隙，这样不仅减少了排 管数目，而且增加了旁路流路，降低了换热器的热效率。
U形管式换热器
U形管式换热器： 优点： （1）结构简单，省去一块管板和一个管箱，造价低。 （2）管束和壳体分离，热膨胀时互不约束，消除热应力。 （3）管束可以从壳体中抽出，管外清洗方便。 缺点： （1）弯管必须保持一定曲率半径，管束中央会存在较大的 空隙，流体易走短路，对传热不利。 （2）管内不能用机械方法清洗，宜走清洁流体。 （3）管子泄漏损坏时，只有最外层管子可以更换，其他管 子只能堵死，会减小换热面积。
填料函式换热器通常只适用于低压和小直径场合。
主要部件的分类及代号
零部件名称表见教材P42
问题：AES500-1.6-54-6/25-4I
管壳式换热器的设计、制造标准
美国的TEMA标准，日本的JIS B8249标准，
英国的BS5500标准
• 国标GB 151-1999：适用范围(1)公称直径 DN≤2600mm；（2）公称压力PN≤35MP；（3）公称 直径和公称压力的乘积≯1.7×104
我国换热器系列中，同心圆排列法用于 用于小壳径换热器。
组合的排列
例如在多管程热交 换器中，每一程都 采用等边三角形排 列，而在各程相邻 管排间，为便于安 装隔板，则采用正 方形排列
换热管中心距
胀焊并用连接形式主要有： • ①先焊后胀：强度焊＋贴胀
高温高压换热器中大多用厚壁管，胀接时要使用润滑油， 进入接头后缝隙中会在焊接时生成气体，恶化焊缝质量， 只要胀接过程控制得当，先焊后胀可避免这一弊病。
②先胀后焊：强度胀＋密封焊 适用于管子与管板材料焊接性能
较差的材料，胀接时不用润滑油，可 防止产生焊接裂纹。
胀管前后示意图
（a）胀管前
（b）胀管后
胀接管孔结构
强度胀适用范围： P≤4.0MPa t ≤300oC
焊接法
优点： （1）强度高，抗拉脱力强。 （2）修理、更换方便。
缺点： （1）焊接残余应力可能导致应力 腐蚀和疲劳破坏。 （2）间隙腐蚀问题。
•
焊接+胀接
焊胀结合
• 前面我们讲了胀接、焊接后，会发现它们各自有优、缺点， 因而目前广泛应用了胀焊并用的方法，这种方法能提高连 接处的抗疲劳性能，消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用 寿命。
2.1.2 管子在管板上的固定与排列 一、管子在管板上的固定
根据换热器的使用条件不同,加工条件不同,连接的方法基本上 分为胀接、焊接和胀焊结合三种,由于胀接法能承受较高的压 力,特别适用于材料可焊性差的情况。
1.胀管法
1)过程：最普通的是利用胀管器挤压伸入管板孔中的管子端部，使管端 发生塑性变形，管板孔同时产生弹性变形，取去胀管器后，管板与管子 产生一定的挤压力，贴在一起达到密封紧固连接的目的。 2）适用范围：换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力 ≤4MPa，设计温度≤300℃，且无特殊要求的场合。外径d＜14mm， 不适合胀接。 3）要求管板硬度大于管子硬度，否则将管端退火后再胀接。 胀接时管板上的孔可以是光孔，也可开槽。
b）浮头式换热器 一端可以沿轴向自由浮动
特点：部分消除了温差应力、便于清洗和检修； 结构复杂、成本高；
适用：应用广泛。
浮头式换热器
浮头式换热器
优点：
（1）壳体和管束热变形自由，不产生热应力。
（2）管束Hale Waihona Puke 从壳体中抽出，便于壳程的检修和清洗。
缺点：
（1）结构复杂，造价高。
（2）为使一端管板浮动，需增加一个内浮头盖及相关连接件 以保证密封，操作时，如果内浮头盖连接处泄漏将无法发现， 所以应严格保证其密封性能。
此排列法在浮头式和填料函式换热器中用得较 多。若将正方形排列的管束旋转45˚安装，可适 当提高壳程对流传热系数。
我国换热器系列中，浮头式则以正方形错列 排列居多
同心圆形
在制氧设备中，有采用同心圆排列法，这 种排列法比较紧凑，且靠近壳体的地方布管均 匀；在小直径的换热器中，按此法在管板上布 置的管数比按正三角形排列的还多。