换热器的结构和分类
换热器类型和结构
换热器类型和结构内容1、换热器的定义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。
2、换热器的分类与结构换热器按用途分类可以分为：冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸气发生器、废热（或余热)锅炉。
按换热方式可以分为：直接接触式换热器（又叫混合式换热器)、蓄热式换热器和间壁式换热器。
下面主要介绍一下按换热方式分类的换热器：1)直接接触式换热器直接接触式交换器是依靠冷、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。
常用的混合式换热器有:冷却塔、气体洗涤塔、喷射式换热器和混合式冷凝器。
2)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。
3)间壁式换热器此类换热器中，冷热俩流体间用一金属隔开,以便俩种流体不相混合而进行热量传递。
在化工生产中冷热流体经常不能直接接触，故而间壁式换热器是最常用的一种换热器。
换热器的分类与应用
换热器的分类与应用换热器的分类与应用：按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器；按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式。
间壁式换热器的类型：一、夹套换热器：结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。
优点：结构简单。
缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。
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。
也可在釜内安装蛇管。
二、沉浸式蛇管换热器：结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。
优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。
缺点：由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。
三、喷淋式换热器：结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。
在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。
优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好；缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。
用途：用于冷却或冷凝管内液体。
（见下图）四、套管式换热器：结构：由不同直径组成的同心套管，可根据换热要求，将几段套管用U形管连接，目的增加传热面积；冷热流体可以逆流或并流。
优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对数温差最大，可增减管段数量应用方便。
缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。
用途：广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。
五、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。
优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。
结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。
一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。
换热器按传热方式和结构分类
换热器按传热方式和结构分类
根据热量传递方法不同，换热器可以分为间壁式、直接式和蓄热式。
间壁式换热器是化工生产中采用最多的一种，温度不同的两种流体隔着液体流过的器壁（管壁）传热，两种液体互不接触，这种传热办法最适合于化工生产。
因此，这种类型换热器使用十分广泛，型式多样，适用于化工生产的几乎各种条件和场合。
直接接触式换热器，是两种（冷和热）流体进入换热器后，直接接触传递热量，传热效率高，但使用受限制，只适合于允许这两种流体混合的场合，如配设冷凝器等。
蓄热式换热器，是一个充满蓄热体的空间（蓄热室）温度不同的两种流体先后交替地通过蓄热室，实现间接传热。
由于化工生产中绝大多数使用的是间壁式传热，因此以此类换热器为选用设计的主要对象。
间壁式换热器根据间壁的形状，又可分为管壁传热的管壳式和板壁传热的板式换热器，或称为紧凑式换热器。
管壳式换热器是使用得较早的换热器，通常将小直径管用管板组成管束，流体在管内流动，管速外再加一个外壳，另一种流体在管间流动，这样组成一个
管壳式换热器。
其结构简单，制造方便，选用和试用的材料很广泛，处理能力大，清洗方便，适应性强，可以在高温高压下试用，生产制造和操作都有较成熟的经验，型式也有所更新改进，这种换热器使用一直十分普遍。
根据管束和外壳的形状不同，又可分为固定管板、浮头管束、U形管束、填料函管束以及套管（杯）式、蛇管式等。
换热器的工作原理及分类(动图演示)
换热器的工作原理及分类一、概述换热器(heatexchanger),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。
换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其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，应用广泛。
二、分类适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：(一)按传热原理分类1.间壁式换热器间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。
间壁式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。
间壁式换热器是目前应用最为广泛的换热器。
2.蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。
蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
3.流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
4.直接接触式换热器又被称为混合式换热器，这种换热器是两种流体直接接触，彼此混合进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。
5.复式换热器兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式的设备。
同汽水面式间接换热相比，具有更高的换热效率；同汽水直接混合换热相比具有较高的稳定性及较低的机组噪音。
（二）按用途分类1.加热器加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。
2.预热器预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。
3.过热器过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。
4.蒸发器蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。
（三）按结构分类可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
tema换热器分类
tema换热器分类一、换热器概述换热器（Heat Exchanger）是一种用于实现两个或多个介质之间热量传递的设备，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、医药等行业。
换热器能够提高能源利用率、降低能耗，对于节约能源和减少环境污染具有重要意义。
二、换热器分类1.按热媒介质分类根据热媒介质的不同，换热器可分为：（1）水水换热器：主要用于锅炉、热力系统等场合，实现水与水之间的热量传递。
（2）汽汽换热器：主要用于蒸汽之间的热量传递，如锅炉尾部烟道换热器。
（3）水汽换热器：主要用于水与蒸汽之间的热量传递，如汽轮机组的回热抽汽换热器。
2.按结构分类根据结构形式的不同，换热器可分为：（1）壳管式换热器：壳管式换热器由壳体和管束组成，热媒介质在管内流动，壳侧为冷凝或蒸发空间。
适用于高压、高温场合。
（2）板式换热器：板式换热器由一系列平行排列的金属板组成，板间夹层为热媒介质流动通道。
结构紧凑，占地面积小，适用于中低压、温度较低的场合。
（3）螺纹管换热器：螺纹管换热器采用特殊螺纹的管子组成，具有良好的传热性能和抗振性能。
适用于高压、高温场合。
3.按工作原理分类根据工作原理的不同，换热器可分为：（1）间壁式换热器：通过壁面分离热媒介质，实现热量传递。
如壳管式换热器、板式换热器等。
（2）沉浸式换热器：热媒介质直接浸泡在另一介质中，实现热量传递。
如沉浸式水冷器等。
（3）翅片式换热器：在热媒介质管道外表面设置翅片，增加换热面积，实现热量传递。
如空气预热器等。
三、各类换热器的特点与应用1.壳管式换热器：具有良好的热传导性能、较高的承压能力，适用于高压、高温场合。
应用于锅炉、热力系统、化工等领域。
2.板式换热器：结构紧凑，占地面积小，便于清洗和维修，适用于中低压、温度较低的场合。
应用于食品、制药、化妆品等行业。
3.螺纹管换热器：具有良好的传热性能和抗振性能，适用于高压、高温场合。
应用于石油、化工、冶金等领域。
4.沉浸式换热器：传热效果较好，适用于液液、气液等介质的热量传递。
换热器–类型,图表,工作,应用,优势
换热器–类型，图表，工作，应用，优势换热器介绍热交换器是一种在不同温度的两种流体之间传递热能的装置。
在大多数热工程应用中，两种流体都处于运动状态，并且热传递的主要方式是对流。
例如汽车散热器，冰箱中的冷凝器盘管，空调，太阳能热水器，化学工业，家用锅炉，热力发动机中的油冷却器，巴氏杀菌厂中的牛奶冷却器。
换热器分类：1.按结构分类：•管状热交换器。
•板式换热器。
•加长型表面热交换器。
•蓄热式热交换器。
2.按转移过程分类：•间接接触式热交换器。
•直接接触式热交换器。
3.按流量安排分类：•平行流交换器。
•逆流热交换器。
•错流热交换器。
4.按通行证安排分类：•单程安排。
•多遍安排。
5.根据表面密实度分类：•气转液•紧凑型（β≥700 m2 / m3）•非紧凑型（β≤700 m2 / m3）•液体到液体和相变•紧凑型（β≥400 m2 / m3）•非紧凑型（β≤400 m2 / m3）6.根据多种流体分类：•两种液体。
•三种液体。
•N流体。
7.根据流体的相位进行分类。
•气液。
•液液。
•煤气。
换热器材料：1.铝2.不锈钢3.铜管道换热器中的管道：发夹式热交换器（通常也称为“双管”）的特征在于其结构形式赋予热交换器以U形的外观。
在传统意义上，术语“双管”是指由管道内的管道组成的热交换器，通常为不弯曲的直腿结构。
但是，由于需要可移动的束结构，并且能够处理不同的热膨胀，同时又避免使用膨胀接头（通常是交换器的薄弱点），因此当前的U形配置已成为行业标准。
工作原理：最简单的形式的双管换热器只是另一根较大的管子中的一根管子。
一种流体流经内管，另一种流体流经两管之间的环空。
内管的壁是传热表面。
如左图所示，管道通常会多次翻倍，以使整体单元更紧凑。
术语“发夹式热交换器”也用于图中配置的热交换器。
发夹式热交换器可能在管道内部只有一个，也可能有多个内部管道，但始终具有加倍的返回功能。
一些热交换器广告了发夹式或双管式热交换器中翅片管的可用性。
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。
换热器分类
换热器分类一. 夹套式换热器结构如图所示。
夹套空间是加热介质和冷却介质的通路。
这种换热器主要用于反应过程的加热或冷却。
当用蒸汽进行加热时，蒸汽上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管流出。
作为冷却器时，冷却介质（如冷却水）由夹套下部接管进入，由上部接管流出。
夹套式换热器结构简单，但由于其加热面受容器壁面限制，传热面较小，且传热系数不高。
二.喷淋式换热器喷淋式换热器的结构与操作如下图所示。
这种换热器多用作冷却器。
热流体在管内自下而上流动，冷水由最上面的淋水管流出，均匀地分布在蛇管上，并沿其表面呈膜状自上而下流下，最后流入水槽排出。
喷淋式换热器常置于室外空气流通处。
冷却水在空气中汽化亦可带走部分热量，增强冷却效果。
其优点是便于检修，传热效果较好。
缺点是喷淋不易均匀。
三.套管式换热器套管式换热器的基本部件由直径不同的直管按同轴线相Array暗幕套组合而成。
内管用180Сざ任?～6m。
若管子太长，管中间会向下弯曲，使环隙中的流体分布不均匀。
套管换热器的优点是构造简单，内管能耐高压，传热面积可根据需要增减，适当选择两管的管径，两流体皆可获得适宜的流速，且两流体可作严格逆流。
其缺点是管间接头较多，接头处易泄漏，单位换热器体积具有的传热面积较小。
故适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合。
四.管壳式换热器1.固定管板式结构如图所示。
管子两端与管板的连接方式可用焊接法或胀接法固定。
壳体则同管板焊接。
从而管束、管板与壳体成为一个不可拆的整体。
这就是固定管板式名称的由来。
折流板主要是圆缺形与盘环形两种，其结构如图所示。
操作时，管壁温度是由管程与壳程流体共同控制的，而壳壁温度只与壳程流体有关，与管程流体无关。
管壁与壳壁温度不同，二者线膨胀不同，又因整体是固定结构，必产生热应力。
热应力大时可能使管子压弯或把管子从管板处拉脱。
所以当热、冷流体间温差超过50℃时应有减小热应力的措施，称“热补偿”。
固定管板式列管换热器常用“膨胀节”结构进行热补偿。
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换热器的结构和分类
换热器的分类
按用途分类：
加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器
按冷热流体热量交换方式分类：
混合式、蓄热式和间壁式
主要内容：
1. 根据工艺要求，选择适当的换热器类型；
2. 通过计算选择合适的换热器规格。
间壁式换热器的类型
一、夹套换热器
结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。
优点：结构简单。
缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。
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。
也可在釜内安装蛇管。
二、沉浸式蛇管换热器
结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。
优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。
缺点：由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。
三、喷淋式换热器
结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。
在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。
优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好
缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。
用途：用于冷却或冷凝管内液体。
四、套管式换热器
结构：由不同直径组成的同心套管，可根据换热要求，将几段套管用U形管连接，目的增加传热面积；冷热流体可以逆流或并流。
优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对数温差最大，可增减管段数量应用方便。
缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。
用途：广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。
五、列管式换热器
列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。
优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采
用。
结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。
一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。
管束
的壁面即为传热面。
壳体与传热管壁温度之差大于50°C，加补偿圈，也称膨胀节，当壳体和管束之间有温差时，依靠补偿圈的弹性变形来适应它们之间的不同的热膨胀。
特点：结构简单，成本低，壳程检修和清洗困难，壳程必须是清洁、不易产生垢层和腐蚀的介质。
（2）浮头式
1—分程板（管程隔板） 2—壳程隔板 3—内封头（浮头）
两端的管板，一端不与壳体相连，可自由沿管长方向浮动。
当壳体与管束因温度不同而引起热膨胀时，管束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩，可完全消除热应力。
特点：结构较为复杂，成本高，消除了温差应力，是应用较多的一种结构形式。
（3）U型管式
1—列管 2—隔板
把每根管子都弯成U形，两端固定在同一管板上，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。
特点：结构较简单，管程不易清洗，常为洁净流体，适用于高压气体的换热。
六、新型高效换热器
1. 螺旋板式换热器
结构：螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。
换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。
2. 板式换热器
4.换热板片
5.密封垫片
6.后端板
7.下导板8.后支柱9.活动压紧板
10.上导板
结构紧凑，占用空间小很小的空间即可提供较大的换热面积，不需另外的拆装空间；相同使用环境下，其占地面积和重量是其他类型换热器的1/3～1/5。
3. 板翅式换热器
在两块平行金属板之间夹入波纹状金属翅片，两边以侧条密封，组成一个单元体；
将各单元体进行不同的叠集和适当地排列，再用钎焊予以固定，形成逆流、并流和错流的板翅式换热器组装件(芯部或板束) ；将带有进、出口的集流箱焊接到板束上。
特点：传热效果更好、结构更为紧凑。
4. 热管式换热器
细管力的作用下回流至加热段再次沸腾汽化，工作介质如此反复循环，热量则由热管的轴向由加热端传至冷却端。
附：
换热器：在化工生产中，为了工艺流程的需要，常常把低温流体加热或把高温流体冷却，把液体汽化或把蒸汽冷凝成液体，这些工艺过程都是通过热量传递来实现的。
进行热量传递的设备称为换热器。
换热器按用途分为以下几种：
1.加热器——把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相
的变化。
2.预热器——预先加热流体，为后序操作提供标准的工艺参数。
3.过热器——用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。
4.蒸发器——用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有
相的变化。
5.再沸器——用于使装置中冷凝了的液体再度加热，使其蒸发。
6.深冷器——用于把流体冷却到0℃以下的低温状态。
7.冷却器——用于把流体冷却到工艺要求的温度。
8.冷凝器——用于冷却凝结性气体，使其流体凝结液化。
9.全凝器——使凝结性气体全部冷凝为液体。
换热器按照内部结构分类
一、分为列管式换热器和非列管式换热器。
二、列管式换热器根据结构特点的不同可分为固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式。
三、非列管式换热器分为：沉浸式、套管式、喷淋式、板式、螺旋板式和热管式。