换热器文献综述

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U形管换热器设计文献综述

U形管换热器设计文献综述

U形管换热器设计1课题背景随着世界性的能源危机波及到了装备制造业及石油化工这些耗材及耗能的大户,以及国家节能减排长期国策的确立,作为能量回收装备—热交换设备的提高传热效能及降低能耗的研究被提高到了很重要的地位。

这些研究归纳为以下几个方面:(1)传热与流动研究:旨在提髙传热及压降计算的准确性,寻求提髙传热效率,降低压降的途径。

这方面研究主要涉及到:物性模拟研究、分析设计研究(如温度场、流动分布的模拟研究等)、传热及流动试验和工艺计算软件的开发等。

(2)换热设备大型化、新型热交换设备的开发及降低能耗、节水的研究。

(3)强化传热的研究:如强化传热管研究、板管的研究(如板壳式、板空冷等)。

(4)材料研究(相容性及经济性的结合)。

(5)抗腐蚀及控制结垢的研究(涉及使用寿命及保持传热效率)[1]。

2换热器简介换热器是在工业生产中实现物料之间热量传递过程的一种设备,自从21世纪以来,各国的换热器水平都有了长足的发展,我国的换热器技术在我国各方面人才的努力下也有了很大提高,本次设计就是在已有的计算基础上进行的,在查阅了换热器设计的相关资料,进行了此次设计。

2.1换热器在化工生产中的应用换热器是在工业生产中实现物料之间热量传递过程的一种设备,它是化工,炼油、动力、油田储运集输系统和原子能及其许多工业部门广泛应用的一种通用设备,是保证工艺流程和条件,利用二次能源实现余热回收和节约能源的主要设备。

在化工厂换热器约占总投资的10%-20%;在炼油厂换热器约占全部工艺设备投资的35%-40%。

由于工艺流程不同,生产中往往进行着加热、冷却、蒸发或冷凝等过程。

通过换热器热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足工艺需要[2-3]。

2.2换热器的分类及其特点换热器作为传热设备随处可见,在工业中应用非常普遍,特别是在耗能用量十分大的领域。

随着节能技术的飞速发展,换热器的种类开发越来越多。

按使用目的不同,换热器可分为加热器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。

换热器文献综述——U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较

换热器文献综述——U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较

换热器文献综述——U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较【摘要】换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。

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一这些过程均和热量传递有着密切系,因而均可以通过换热器来完成,换热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。

【关键词】浮头式换热器 U型管换热器管板换热管随着经济的发展,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。

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bl=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,防止介质问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。

换热器发展现状与未来趋势研究综述

换热器发展现状与未来趋势研究综述

换热器发展现状与未来趋势研究综述换热器是一种用于传递热量的设备,广泛应用于工业生产和生活中的热交换过程。

本文将对换热器的发展现状与未来趋势进行综述。

我们来看一下换热器的发展现状。

随着工业技术的不断进步,换热器的种类和性能也在不断提升。

目前,常见的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等。

这些换热器在结构设计和材料选择上都有了很大的改进,以满足不同领域的需求。

壳管式换热器是最常见的一种换热器类型。

它由壳体和管束组成,通过管壳两侧流体的对流换热来实现热量的传递。

壳管式换热器具有结构简单、换热效率高、适应性广等优点,广泛应用于化工、石油、制药等行业。

随着材料科学和制造技术的不断进步,壳管式换热器的换热性能和耐腐蚀性也得到了提升。

与壳管式换热器相比,板式换热器具有体积小、换热效率高、清洗维护方便等优点。

它由一系列平行排列的金属板组成,通过板间流体的对流换热来实现热量的传递。

板式换热器在化工、食品、制冷等领域得到了广泛应用,并且随着新材料和新工艺的引入,其性能和可靠性不断提升。

管束式换热器是一种新型的换热器类型,它由多个细直管束组成,通过管内流体的对流换热来实现热量的传递。

管束式换热器具有结构简单、传热效率高等优点,适用于高温高压和强腐蚀介质的换热。

随着材料和制造工艺的不断改进,管束式换热器在化工、电力、航空航天等领域的应用也在不断扩大。

除了换热器类型的改进,换热器在换热原理和性能上也有了很大的突破。

例如,换热器的传热系数、传质系数和热阻等性能参数得到了提高,使得换热器的换热效率更高。

此外,换热器的结构和材料选择也得到了优化,以提高其耐腐蚀性、抗压性和使用寿命。

未来,换热器的发展趋势将主要集中在以下几个方向。

首先,换热器将更加注重节能和环保。

随着能源紧张和环境污染的日益严重,换热器需要更高的能量利用率和更低的排放水平。

其次,换热器将趋向于大型化和集成化。

大型化可以提高换热器的传热效率和处理能力,集成化可以减少设备的占地面积和运行成本。

浮头式换热器设计文献综述

浮头式换热器设计文献综述

浮头式换热器设计文献综述摘要在工业生产中,凡用来实现冷热流体热量交换的设备,统称为换热器。

它在化工、炼油、原子能、建筑、机械、交通等许多技术领域中均有广泛的应用。

如化工生产中的加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器、再沸器等;又如热力发电厂中的空气预热器、蒸汽过热器、凝汽器和冷水塔等,为了满足不同生产条件的需要,各工业部门采用多种多样的换热器。

浮头式换热器是石油化工行业广泛使用的热交换设备,其质量的好坏直接影响到石油化工企业的安全和经济效益。

换热器是重要的化工单元操作设备,浮头式换热器是换热器的一种重要类型。

关键词换热器浮头式设计换热器的分类由传热学理论可知道,热交换是一种复杂的过程,它是由系统内两部分的温度差异而引起的,热量总是自动地从温度较高的部分传给温度较低的部分。

传热的基本方式有热传导、对流和辐射3种,因此在换热器中,热量总是从热流体传给冷流体,起加热作用的热流体又称加热介质如水蒸汽、烟道气、导热油或其他高温流体等;起冷却作用的冷流体又称冷却介质如空气、冷冻水、冷冻盐水等。

在热交换过程中,热冷流体的温度是因整个流程而不断变化的,即热流体的温度由于放热而下降,冷流体的温度由于吸热而上升。

适应于各种换热条件,换热器有多种形式。

每种结构形式都有其特点和适用范围,只有熟悉和掌握这些特点,并根据生产工艺具体情况,才能进行合理选型和正确的设计。

适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器,结构类型也不同,换热器的具体分类如下:一、换热器按传热原理分类1、表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在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,两种流体在之间进行换热。

表面式换热器有管壳式、套管式和其他形式的换热器。

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。

换热器文献综述

换热器文献综述

相变换热器文献综述学院:材料与化学工程学院专业:过程装备与控制工程班级:2011-01姓名:***学号:***相变储热换热器文献综述***(郑州***化工学院)摘要:本文通过对换热器发展历史的回顾,总结相变储热换热器的理论技术和结构设计,对其物性数据,相变储热材料等做了简要评述。

1引言在工业生产中,为了实现物料之间热量传递过程的一种设备,统称为换热器。

它是化工、炼油、动力、原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。

对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说,换热器尤为重要.通常在化工厂的建设中,换热器约占总投资的10~20%。

在石油炼厂中,换热器约占全部工艺设备投资的85~40%。

在化工生产中,为了工艺流程的需要,往往进行着各种不同的换热过程:如加热、冷却、蒸发和冷凝等。

换热器就是用来进行这些热传递过程的设备,通过这种设备,以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足工艺上的需要。

由于使用的条件不同,换热设备又有各种各样的形式和结构。

另外,在化工生产中,有时换热器作为一个单独的化工设备,有时则把它作为某一个工艺设备中的组成部分。

其他如回收排放出去的高温气体中的废热所用的废热锅炉,有时在生产中也是不可缺少的.总之,换热器在化工生产中的应用是十分广泛的,任何化工生产工艺几乎都离不开它.2换热器发展历史简要回顾二十世纪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,人们对新材料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。

换热器发展的研究综述及未来发展预测

换热器发展的研究综述及未来发展预测

换热器发展的研究综述及未来发展预测换热器发展的研究综述及未来发展预测摘要:本文主要探讨了换热器的发展历程以及当前的研究热点,同时对未来换热器的发展进行了一些预测。

文章从简单的换热器原理讲起,逐渐深入探讨了不同类型的换热器及其应用。

文章总结了当前的研究热点,并提出了一些未来可能的发展方向。

1. 引言换热器作为热能转换和能源利用领域中不可或缺的设备,其发展已经经历了几个世纪。

在过去的几十年中,人们对换热器的研究取得了显著的进展,促使了换热器在工业、建筑和汽车等领域的广泛应用。

然而,随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,对更高效、更节能的换热器的需求也越来越迫切。

了解换热器发展的历史、当前的研究进展以及未来的发展方向对于推动能源转型和可持续发展具有重要意义。

2. 换热器原理及分类2.1. 换热器原理换热器是通过不同的工质流体之间进行传热的设备。

其基本原理是利用热传导来实现热量的转移。

换热器一般由热源侧和冷却侧组成,通过这两侧的工质流体之间进行热量交换。

2.2. 换热器分类根据换热器的结构和工作原理,可以将其分为很多不同的类型,如壳管式换热器、板式换热器、管线式换热器等。

每种类型的换热器都有其特定的优缺点和适用范围。

3. 换热器发展历程3.1. 早期换热器的发展最早的换热器可以追溯到18世纪末,当时人们开始关注蒸汽机的性能改进。

通过改进锅炉的设计和增加传热表面积,人们成功地提高了蒸汽机的效率。

在19世纪初,壳管式换热器问世,这种换热器采用了壳程和管程的结构,成为当时最常用的换热器类型之一。

3.2. 现代换热器的发展随着科学技术的进步,尤其是计算机技术的发展,人们对换热器的设计和优化能力得到了显著提升。

现代换热器的设计不再局限于经验公式和试错方法,而是可以通过数值模拟和优化算法来得到更加精确和高效的设计结果。

另外,在材料科学和制造技术方面的进步也为换热器的发展提供了更多的可能性。

4. 当前的研究热点4.1. 新材料的应用随着材料科学的发展,一些新型材料如纳米材料、石墨烯等被引入到换热器的设计中。

管壳式换热器文献综述

管壳式换热器文献综述

翅片管换热器传热特性的数值模拟研究文献综述姓名:姜晴班级:热动1班学号:20120390115 引言能源是人类社会生存和发展的重要保障。

近年来;我国工业化和城镇化步伐加快,能源需求量进一步增加。

据有关专家预测,若以2000年我国能源消费数据为基点,到2010和2020年,我国能源消费总量增长幅度将分别达到38%和89%,2010年能源消费总量将增长到22.4亿吨标准煤,而2020年则为25.5亿吨一30亿吨标准煤[1]。

由此可见,在未来几十年里,随着我国经济的飞速发展和人口的不断增长,能源供给相对不足的矛盾将日益突出,能源供给问题将成为制约我国经济社会发展的重要因素。

为确保我国经济平稳、协调和可持续发展,寻找新能源或可再生资源,以及合理地利用现有资源将是关键所在。

对于合理利用现有资源,我国政府提出在“十一五”期间,各级政府和企业要把“节能减排”工作放在重要地位。

我国目前的能源利用效率仅为36%左右,远低于发达国家50%的能源利用率水平[2]。

而我国能源利用率低下的一个重要因素,是大量工业余热没有得到充分利用。

有统计数据表明,我国钢铁、有色、化工、建材、石化、轻纺、机械等几大能耗大户,余热利用率仅为4%一5%,工业炉窑热效率低于70%[3]。

不同温度水平的余热其利用价值也不同,一般可将余热资源分为高温余热、中温余热和低温余热。

由于不同物质形态的余热,可利用程度不同,所以温度划分也有差别。

对于固态余热,500℃以下的为中、低温;气态余热200℃以下的算中、低温;对于液体余热80℃以下可视为中、低温[4]。

从现代热物理学的观点来看,同样多的热量,在不同的温度下可供利用的价值不同。

余热源的温度越低,能量的品位就愈低。

而据统计,在工业生产中,人们所利用的热能中平均有50%最终以低品位余热的形式直接排放[5]。

这部分未经利用的余热直接排放到环境中,不但造成了巨大的能源浪费,也给环境带来了严重的热污染。

据初步测算,能源利用效率每提高1个百分点,即可节省能源费用130多亿元[6]。

换热器文献综述

换热器文献综述

相变换热器文献综述学院:材料与化学工程学院专业:过程装备与控制工程班级:2011-01姓名:***学号:***相变储热换热器文献综述***(郑州***化工学院)摘要:本文通过对换热器发展历史的回顾,总结相变储热换热器的理论技术和结构设计,对其物性数据,相变储热材料等做了简要评述。

1引言在工业生产中,为了实现物料之间热量传递过程的一种设备,统称为换热器。

它是化工、炼油、动力、原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备。

对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说,换热器尤为重要。

通常在化工厂的建设中,换热器约占总投资的10~20%。

在石油炼厂中,换热器约占全部工艺设备投资的85~40%。

在化工生产中,为了工艺流程的需要,往往进行着各种不同的换热过程:如加热、冷却、蒸发和冷凝等。

换热器就是用来进行这些热传递过程的设备,通过这种设备,以便使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体,以满足工艺上的需要。

由于使用的条件不同,换热设备又有各种各样的形式和结构。

另外,在化工生产中,有时换热器作为一个单独的化工设备,有时则把它作为某一个工艺设备中的组成部分。

其他如回收排放出去的高温气体中的废热所用的废热锅炉,有时在生产中也是不可缺少的。

总之,换热器在化工生产中的应用是十分广泛的,任何化工生产工艺几乎都离不开它。

2换热器发展历史简要回顾二十世纪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,人们对新材料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。

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浅谈换热器摘要:文章对换热器进行了简单的分类,对部分换热器特点作了讲解,简单的介绍了换热器的发展过程,并论述了我国换热器的发展及前景。

关键词:换热器;分类;发展前言:换热器又称热交换器是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。

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,如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。

换热器的发展已经有近百年的历史,被广泛应用在石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供热、制冷空调、机械、食品、制药等领域。

进入80年代以来,由于制造技术、材料科学技术的不断进步和传热理论研究的不断完善,有关换热器的节能设计和应用越来越引起关注。

按照用途来分:预热器(或加热器)、冷却器、冷凝器、蒸发器等。

按照制造热交换器的材料来分:金属的、瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。

按照温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域的温度不随时间而变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。

按照热流体与冷流体的流动方向来分:顺流式、逆流式、错流式、混流式。

按照传送热量的方法来分:间壁式、混合式、蓄热式等三大类。

其中间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的换热器,因此又称表面式换热器,这类换热器应用最广。

1 换热器分类及其特点换热器的用途很广泛,可用于各种不同的换热过程,例如:加热、冷却、冷凝和蒸发等。

而换热器可做如下分类:按设备结构来分:有板片式换热器和管壳式换热器两大类。

板片式换热器是由板片和密封垫片组合而成,通常有波纹平板式、板翅式、螺旋板式和板克式。

管壳式换热器是由管子、壳体及管板组成的设备,通常有固定管板式、浮头式、U型管式和填料函式。

按用途来分:预热器(或者加热器)、冷却器、冷凝器、蒸发器等。

按制造材料来分:金属的、瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。

按温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域的温度不随时间而改变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。

按热流体与冷流体的流动方向来分:顺流式、逆流式、错流式、混流式。

按传送热量的方法来分:间壁式、混合式、蓄热式三大类。

1.1 管壳式换热器管壳式换热器又称为列管式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。

目前,国外工业生产中所用的换热设备中,管壳式换热器仍占主导地位,虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面不如其它新型换热设备,但它具有结构坚固,操作弹性大,适应性强,可靠程度高,选材围广,处理能力大,能承受高温高压等特点,所以在工程中仍得到广泛应用。

以下是几种常见的管壳式强化换热器。

螺旋槽管换热器,横纹管换热器,螺旋扁管换热器,螺旋扭曲管换热器,波纹管换热器,翅片管换热器缩放管换热器,波节管管壳式换热器,三维肋管换热器管,插入物换热器。

1.1.1固定管板式换热器固定管板式换热器由管箱、壳体、管板、管子等零部件组成,其结构较紧凑,排管较多,在相同直径下面积较大,制造较简单。

固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束,管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上,两端管板直接和壳体焊接在一起,壳程的进出口管直接焊在壳体上,管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固,管程的进出口管直接和封头焊在一起,管束根据换热管的长度设置了若干块折流板。

这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。

固定管板式换热器的特点:1、旁路渗流较小;2、锻件使用较少,造价低;3、无漏;4、传热面积比浮头式换热器大20%~30%;固定管板式换热器的缺点是,1、壳体和管壁的温差较大,壳体和管子壁温差t<50℃,当t>50℃时必须在壳体上设置膨胀节;2、易产生温差力,管板与管头之间易产生温差应力而损坏;3、壳程无法机械清洗;4、管子腐蚀后连同壳体报废,设备寿命较低;5、不适用于壳程易结垢场合,壳程必须是洁净不易结垢的物料。

1.1.2 浮头式换热器新型浮头式换热器浮头端结构,它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成,其特征是:在外头盖侧法兰侧面设凹型或梯型密封面,并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布,浮头处取消钩圈及相关零部件,浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板中心为圆心,半径稍大于管束外径的梯型凹槽,且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通,而不与凹型槽相连通。

浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称浮头。

管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完全消除了温差应力。

斧头式换热器的特点:浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间,另一端管板可以在壳体自由移动,这个特点在现场能看出来。

这种换热器壳体和管束的热膨胀是自由的,管束可以抽出,便于清洗管间和管。

其缺点是结构复杂,造价高(比固定管板高20%),在运行中浮头处发生泄漏,不易检查处理。

浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。

1.1.3 U型管式换热器U型管式换热器是管壳式换热器的一种,属石油化工设备,由管箱、壳体及管束等主要部件组成,因其换热管成U形而得名。

U 形管式换热器仅有一个管板,管子两端均固定于同一管板上。

此类换热器的特点是管束可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而产生热应力,热补偿性能好;管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;承压能力强;管束可从壳体抽出,便于检修和清洗,且结构简单,造价便宜。

但管清洗不便,管束中间部分的管子难以更换,又因最层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部分布管不紧凑,所以管子数不能太多,且管束中心部分存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。

此外,为了弥补弯管后管壁的减薄,直管部分需用壁较厚的管子。

这就影响了它的使用场合,仅宜用于管壳壁温相差较大,或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。

1.2 板式换热器板式换热器不同于一般传热面用管做的管式换热器。

板式换热器是以金属波纹板为传热元件的新型高效换热器。

由于板片组装后形成特殊流体通道,在较低雷诺数下可以产生湍流,并且不易结垢,板片材料选用优质不锈钢板,钛板等材质,传热系数高,相邻板片波纹波峰相互支撑,形成网状触电,提高了板片的刚性,可以承受较大的压差,保证了使用的安全可靠。

1.2.1 波纹平板式换热器波纹平板式换热器是由一组长方形或其它几何形状的传热板片、密封垫片以及紧固装置组成。

由于板片间流道宰,板片表面的凹凸波形使物料流动时有扰动作用,因而具有高的传热效率。

该换热器密封周边长,使用中需要经常拆卸和清洗,密封泄漏可能性大;由于密封垫圈大多用非金属材料制作,因而使用温度和使用压力均受到限制。

1.2.2 板翅式换热器在20世纪30年代,板翅式换热器首先在先进国家用于发动机的散热,它的板束单元结构由翅片、隔板和封条三部分组成。

它具有扩展的二次传热表面(翅片),所以传热过程不仅是在一次传热表面(隔板)上进行,而且同时也在二次传热表面上进行,我国从20世纪60年代初期开始试制板翅式换热器,首先用于空分制氧,制成了第一套板翅式空分设备。

近几年来,在产品结构、翅片规格、生产工艺和设计、科研方面都有较大发展。

板翅式换热器由于结构紧凑、轻巧、传热强度高等特点,被认为是最有发展前途的新型换热器设备之一。

1.2.3 板壳式换热器板壳式换热器是由板束和壳体两部分组成。

板束的截面一半是多边形,它介于板式换热器和管壳式换热器之间。

它是目前应用最广泛的一种换热设备。

其特点是适应性强、能精确满足工艺对各种换热面积的要求、可用材料围宽、处理能力大、能应用于高温以及高压力的工况、易于制造和生产成本低。

它的不足是传热效率、结构紧凑和单位换热面积所需金属消耗量比板式换热器高。

2 换热器的发展过程在我国换热器的制造技术远落后于外国,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。

在国外二十世纪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,这一类换热器不但是从材料上有了较大的突破,而且采用新颖的理念,增加强化传热。

70年代中期,为了进一步减小换热器的体积,减轻重量和金属消耗,减少换热器消耗的功率,并使换热器能够在较低温差下工作,人们更是采用各种科学的办法来增强换热器的传热。

3 总结随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。

换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同,换热器的类型也多种多样,不同类型的换热器各有优缺点,性能各异。

在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型,然后计算换热所需传热面积,并确定换热器的结构尺寸。

若要保持总传热系数,温度越大、换热管数越多,折流板数越多、壳径越大,这主要是因为煤油的出口温度增高,总的传热温差下降,所以换热面积要增大,才能保证Q和K.因此,换热器尺寸增大,金属材料消耗量相应增大.通过这个设计,我们可以知道,为提高传热效率,降低经济投入,设计参数的选择十分重要在管壳式换热器设计过程中,设计者应当充分了解且熟悉各相关技术规及计算公式,在对客户要求充分理解的基础上,参考其它成功的设计案例中的设计方式及相关资料,使设计出的产品达到安全、经济、可靠,做到设备长周期安全运行。

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