换热器
换热器的工作原理

换热器的工作原理换热器是一种用于传递热能的装置,它起到了加热、冷却、调节温度的作用。
换热器广泛应用于工业生产和日常生活中,如空调系统、锅炉、汽车发动机等。
下面将详细介绍换热器的工作原理。
1. 热交换换热器的主要工作原理是通过热交换实现热能的传递。
热交换是指在两个不同的流体之间,通过热传导、热辐射或者对流传热的方式,使热量从一个流体传递到另一个流体。
换热器内部通常分为两个流体通道,分别为热源流体和冷却介质,通过这两个通道的热交换,实现热能的传递。
2. 热源流体热源流体是指需要被加热或冷却的流体。
它可以是气体或液体,常见的有蒸汽、水、油等。
热源流体进入换热器后,通过换热器内的管路,与冷却介质进行热交换。
在这个过程中,热源流体的温度会发生相应的变化。
如果需要加热,则热源流体的温度会升高;如果需要冷却,则热源流体的温度会降低。
3. 冷却介质冷却介质用于吸收或排放热源流体传递出来的热量。
它可以是水、空气等,根据不同的应用场景选择不同的冷却介质。
通常,冷却介质在进入换热器之前,通过一系列的控制装置,如水泵、风机等,将其送入换热器内部进行热交换。
在与热源流体进行热交换的过程中,冷却介质的温度也会相应地升高或降低。
4. 热交换管热交换管是换热器内部用于传输热能的主要构件。
它通常由金属或合金材料制成,具有良好的导热性能。
热交换管的数量和排列方式会根据换热器的设计要求而有所不同。
通过热交换管,热源流体和冷却介质之间发生热交换。
其中,热源流体进入管道的一端,通过管壁与冷却介质进行热交换,最后从另一端出口离开。
5. 热损失和效率在热交换的过程中,由于热传导、对流和辐射等因素的存在,换热器会发生一定程度的热损失。
这些损失导致了换热器的热效率降低。
为了提高换热器的效率,可以采取一些措施,比如增加交换面积、改善流体的流动方式、选择合适的绝热材料等。
此外,定期对换热器进行清洗和维护也是保持其高效工作的重要措施。
总结起来,换热器通过热交换实现热能的传递。
换热器基础知识

板式换热器的主要特点是: 1) 传热系数高
板式换热器具有较高的传热系数,一般约为管壳式换热 器的3~5倍。主要原因是板片的波纹能使流体在较小的流速 下产生湍流,湍流效果明显(雷诺数约为150时即为湍流), 故能获得较高的传热系数。
2)对数平均温差大
板式换热器两种流体可实现纯逆流,一般为顺流或逆流 方式。但在管壳式换热器中,两种流体分别在壳程和管程内 流动,总体上是错流的流动方式,降低了对数平均温差。板式 换热器能实现温度交叉,末端温差能达到1℃;管壳式换热 器末端温差只能达到5℃ 。
对于介质是否具有腐蚀性,是否含有纤维或颗粒等易堵 塞物,是否容易结垢等物性,也是换热器选型要考虑的关键 因素。如果介质具有腐蚀性,就要合理选择耐腐的换热材料。 如果介质含有纤维或颗粒等易堵塞物,由于板式换热器流道 较小,就更容易堵塞和磨损。如果介质容易结垢,就应选择 容易拆卸和清洗的换热器。
3.2、提高换热效率的途径——强化传热过程
3)NTU大
NTU表示相对于流体热容流量,换热器传热能力的大小。
例如对于已定的传热系数K和热容量 GCp值,NTU的大小就意 味着换热器尺寸的大小,即传热面积的大小。管壳式换热器 的NTU约为0.2~0.3(平均0.25)。板式换热器的NTU约为 1.0~3.0(平均2.0),因此板式换热器结构紧凑、体积小。
在列管换热器中,由于管内外流体温度不同,使管束和 壳体的受热程度不同,导致它们的热膨胀程度出现差别。若 两种流体温差较大,就可能由于热应力而引起设备变形,管 子弯曲甚至破裂,严重时从管板上脱落。因此,当两种流体 的温度超过50℃时,就应当从结构上考虑热膨胀的影响,采 取相应的热补偿措施。根据热补偿方式的不同,列管换热器 分为三种形式:
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。
试述换热器的概念

试述换热器的概念换热器是一种用来将热量从一个流体传递到另一个流体的装置。
它通常被用于工业生产过程、建筑空调系统、供暖系统和其他热交换应用中。
换热器可以在不同的形式和尺寸中找到,以满足不同的应用需求。
换热器的主要工作原理是利用热传导的方式将热量从一个流体传递到另一个流体。
在换热器中,两种流体通常是通过一系列金属管道或管壳中流动的。
其中一个流体可以是热源,例如蒸汽、热水或电加热器产生的热流体。
另一个流体可以是想要加热或冷却的物质,例如水、空气或化学制品。
通过这种方式,换热器使两种流体之间的热量交换成为可能。
在现代的换热器中,有三种主要类型:散热器、冷凝器和蒸发器。
散热器主要用于冷却流体,例如汽车发动机中的散热器,它将汽车发动机冷却液中的热量散发到周围空气中。
冷凝器用于将蒸气或气体冷却成液体,例如在冷冻设备中使用的冷凝器,它将氨气冷却成液态氨。
蒸发器则相反地将液体转化成气体,例如在空调系统中使用的蒸发器,它将冷凝的制冷剂转化成冷气。
另外,换热器还可以根据其结构和工作原理来分类。
最常见的换热器类型包括壳管式换热器和板式换热器。
壳管式换热器由一个外壳和一组管子组成,热源流体流过管子,被加热或冷却,而需要加热或冷却的流体则流过外壳。
这种类型的换热器通常用于高流量和高温差的应用中。
板式换热器则由一系列金属板组成,流体在相邻的板之间流动,热量通过板的表面传递。
板式换热器通常体积小、重量轻,适用于空间有限的应用场合。
换热器的设计和选择取决于许多因素,如流体性质、流量、温度和压力。
在选择换热器时,需要考虑流体的化学性质、腐蚀性和蒸发和结垢的倾向。
此外,还需要考虑换热器的运行成本、维护成本和使用寿命等因素。
正确的换热器选择和设计可以有效地提高系统的能效和节约能源。
在工业生产过程中,换热器扮演着至关重要的角色。
例如,在化工工业中,换热器被广泛应用于生产过程中的加热、冷却和过程控制中。
在食品和饮料行业,换热器用于加热和冷却液体食品。
换热器的种类及应用

换热器的种类及应用换热器是一种用于传热的设备,广泛应用于化工、电力、冶金、石油等行业。
根据传热方式和工作原理的不同,换热器可以分为多种类型。
1. 管壳式换热器:管壳式换热器是最常见的换热器之一。
它由管束和外壳组成,热媒通过管束流动,被换热的物质则在外壳中流动,通过管壳内外流体的对流和传导传热,实现换热过程。
管壳式换热器广泛应用于化工、冶金等行业的蒸发、冷凝、汽化、加热等工艺中。
2. 板式换热器:板式换热器采用多层波纹板组成,通过多个波纹板的叠加形成通道,在通道内实现换热。
板式换热器具有换热效率高、紧凑、易于清洗等优点,被广泛应用于空调、制冷、化工、食品加工等领域。
3. 管束式换热器:管束式换热器由多根平行布置的管子组成,通过管子内的热媒与外壳中的被换热物质进行换热。
管束式换热器适用于高温、高压、粘稠液体的换热过程,常用于石油、化工等行业。
4. 螺旋板换热器:螺旋板换热器采用螺旋板作为热传输面,通过螺旋板的内外壁形成两个流通通道,通过流体在螺旋板内外壁之间交替流动,实现换热。
螺旋板换热器具有高换热效率、低压降等优点,广泛应用于化工、制药等行业。
5. 空气冷却器:空气冷却器以空气作为冷却介质,通过与被冷却物质接触,将被冷却物质的热量传递给空气,使其冷却。
空气冷却器广泛应用于电力、化工等行业中的冷却系统,如发电厂中的冷却塔、汽车发动机中的散热器等。
6. 管式加热器:管式加热器是一种通过将热媒加热后传递给被加热物质,实现加热的设备。
管式加热器应用于化工、电力等行业中需要对物质进行加热的工艺中,如石油精制中的加热炉、电站中的锅炉等。
总之,换热器可以根据不同的换热原理和应用场景,分为管壳式换热器、板式换热器、管束式换热器、螺旋板换热器、空气冷却器和管式加热器等多种类型。
这些换热器在不同的工业领域中发挥着重要作用,提高了能源利用效率,降低了设备运行成本,促进了工业生产的发展。
换热器详细介绍
顺流布置
∆t m = ∆t max − ∆t min ( 300 − 35) − (150 − 85) = 142.3 = ℃ ∆t max 300 − 35 ln ln ∆t min 150 − 85
蓄热式换热器:换热器由蓄热材料构成,并分成两半, 蓄热式换热器:换热器由蓄热材料构成,并分成两半,冷热流体轮 换热器 换通过它的一半通道,从而交替式地吸收和放出热量, 换通过它的一半通道,从而交替式地吸收和放出热量,即热流体流 过换热器时,蓄热材料吸收并储蓄热量,温度升高, 过换热器时,蓄热材料吸收并储蓄热量,温度升高,经过一段时间 后切换为冷流体,蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体, 后切换为冷流体,蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体, 如锅炉中间转式空气预热器,全热回收式空气调节器等。 如锅炉中间转式空气预热器,全热回收式空气调节器等。
Hot fluid
Hot fluid
Cold fluid
Cold fluid
T Th (Hot)
T
∆T1
Th Tc
∆T2
∆T1
Tc (cold) x
∆T2
x
顺流
逆流
21
复杂布置时换热器平均温差的计算
实际换热器一般都是处于顺流和逆流之间,或者有时是逆流, 有时又是顺流。由于逆流的平均温差最大,因此,人们想到对 纯逆流的对数平均温差进行修正以获得其他情况下的平均温差。
7
TB ,in (shell side)
TA,out
换热器设备规范标准最新
换热器设备规范标准最新1. 引言换热器是实现不同介质间热量传递的关键设备,广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业。
本规范旨在确保换热器的设计、制造、安装和运行符合最新的安全和效率要求。
2. 设备分类换热器根据其工作原理可分为:壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等。
每种类型应根据其特点和应用场景选择相应的设计和制造标准。
3. 设计要求- 设计应考虑介质的物理化学性质,包括温度、压力、腐蚀性等。
- 应根据热负荷和温差选择合适的换热面积和流道设计。
- 设计应满足流体动力学要求,避免流速过高或过低导致的效率降低或设备损坏。
4. 材料选择- 材料应根据介质的腐蚀性、温度和压力等级选择,确保长期稳定运行。
- 应优先选择符合国家或国际标准的材料。
5. 制造标准- 制造过程应符合ISO、ASME等国际标准。
- 焊接、热处理等关键工艺应有严格的质量控制。
6. 安装与调试- 安装前应对设备进行彻底检查,确保无损伤和缺陷。
- 安装应严格按照设计图纸和制造商指导进行。
- 调试过程中应监测设备运行参数,确保达到设计要求。
7. 安全与环保- 设备应配备必要的安全装置,如压力释放阀、温度监控器等。
- 应采取措施减少噪音和振动,符合环保要求。
8. 运行与维护- 制定详细的操作规程,确保操作人员正确使用设备。
- 定期对设备进行检查和维护,及时发现并解决问题。
9. 质量保证- 制造商应提供完整的质量保证体系,包括材料证明、工艺流程记录、出厂检验报告等。
10. 附录- 附录包括换热器的典型设计参数、计算方法、故障排除指南等。
11. 结语本规范标准旨在指导换热器的设计、制造、安装和运行,以确保设备的安全、可靠和高效。
建议用户根据具体应用场景和最新技术发展,对本规范进行适当调整和更新。
请注意,上述内容为示例文本,实际的换热器设备规范标准应根据具体的行业标准和法规进行制定。
换热器换热量计算公式
换热器换热量计算公式换热器是一种用于将热量从一种介质传递到另一种介质的装置。
根据换热器的类型和工作原理的不同,换热量的计算公式也会有所不同。
下面将介绍几种常见的换热器及其换热量计算公式。
1.单相流体传热换热器单相流体传热换热器是将一个单相流体中的热量传递到另一个单相流体中的换热器。
换热量的计算公式基于热平衡原理,即热量在两个流体之间的传递是相等的。
Q=m·c·(T2-T1)其中,Q为换热量,单位为焦耳/秒(J/s)或瓦特(W);m为流经换热器的质量流率,单位为千克/秒(kg/s);c为流体的比热容,单位为焦耳/千克·摄氏度(J/(kg·°C));T1和T2分别为流体的入口温度和出口温度,单位为摄氏度(°C)。
在实际应用中,为了计算方便,可以将换热率(U)引入公式。
换热率是描述换热器传热性能的参数,通常通过实验或理论计算确定。
Q=U·A·(T2-T1)其中,U为换热率,单位为焦耳/秒·平方米·摄氏度(J/(s·m^2·°C))或瓦特/平方米·摄氏度(W/(m^2·°C));A为换热面积,单位为平方米(m^2)。
2.蒸发冷凝换热器蒸发冷凝换热器用于将一种流体从液态转化为气态或从气态转化为液态的过程中传递热量。
换热量的计算公式基于摩尔焓的变化。
Q=G·(h2-h1)其中,Q为换热量,单位为焦耳/秒(J/s)或瓦特(W);G为质量流率,单位为摩尔/秒(mol/s);h1和h2分别为流体的入口摩尔焓和出口摩尔焓,单位为焦耳/摩尔(J/mol)。
在实际应用中,为了计算方便,可以将换热系数(U)引入公式,并结合换热面积(A)进行计算。
Q=U·A·(h2-h1)其中,U为换热系数,单位为焦耳/秒·平方米·摄氏度(J/(s·m^2·°C))或瓦特/平方米·摄氏度(W/(m^2·°C))。
换热器
1)浮头式换热器
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。
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:在外头盖侧法兰内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
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。
列管式换热器,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。在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程。
换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。随着节能技术的飞速发展,换热器的种类越来越多。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:
1、换热器按传热原理可分为:
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。因此又称表面式换热器,这类换热器应用最广。间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。
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换热器是将热流体的部门热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
换热器的应用广泛,日常糊口中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等,都是换热器。
它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等产业部分。
它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是进步能源利用率的主要设备之一。
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门,如氨合成塔内的热交换器。
因为制造工艺和科学水平的限制,早期的换热器只能采用简朴的结构,而且传热面积小、体积大和粗笨,如蛇管式换热器等。
跟着制造工艺的发展,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,长期以来在产业出产中成为一种典型的换热器。
二十世纪20年代泛起板式换热器,并应用于食物产业。
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,用于飞机发念头的散热。
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,为了解决强侵蚀性介质的换热题目,人们对新型材料制成的换热器开始留意。
60年代左右,因为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,为了适应高温顺高压前提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。
70年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
换热器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器,又称接触式换热器。
因为两流体混合换热后必需及时分离,这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。
例如,化工厂和发电厂所用的凉水塔中,热水由上往下喷淋,而冷空气自下而上吸入,在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面,热水和冷空气相互接触进行换热,热水被冷却,冷空气被加热,然后依赖两流体本身的密度差得以及时分离。
蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面,从而进行热量交换的换热器,如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。
这类换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。
以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器,多用于空气分离装置中。
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。
间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。
管式换热器以管子表面作为传热面,包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等;板面式换热器以板面作为传热面,包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等;其他型式换热器是为知足某些特殊要求而设计的换热器,如刮面式换热器、转盘式换热器和空气冷却器等。
换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。
顺流时,进口处两流体的温差最大,并沿传热表面逐渐减小,至出口处温差为最小。
逆流时,沿传热表面两流体的温差分布较平均。
在冷、热流体的进出口温度一定的前提下,当两种流体都无相变时,以逆流的均匀温差最大顺流最小。
在完成同样传热量的前提下,采用逆流可使均匀温差增大,换热器的传热面积减小;若传热面积不变,采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。
前者可节省设备费,后者可节省操纵费,故在设计或出产使用中应尽量采用逆流换热。
当冷、热流体两者或其中一种有物相变化(沸腾或冷凝)时,因为相变时只放出或吸收汽化潜热,流体本身的温度并无变化,因此流体的进出口温度相等,这时两流体的温差就与流体的流向选择无关了。
除顺流和逆流这两种流向外,还有错流和折流等流向。
在传热过程中,降低间壁式换热器中的热阻,以进步传热系数是一个重要的题目。
热阻主要来源于间壁两侧粘滞于传热面上的流体薄层(称为边界层),和换热器使用中在壁两侧形成的污垢层,金属壁的热阻相对较小。
增加流体的流速和扰动性,可减薄边界层,降低热阻进步给热系数。
但增加流体流速会使能量消耗增加,故设计时应在减小热阻和降低能耗之间作公道的协调。
为了降低污垢的热阻,可想法延缓污垢的形成,并按期清洗传热面。
一般换热器都用金属材料制成,其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器;不锈钢除主要用于不同的耐侵蚀前提外,奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料;铜、铝及其合金多用于制造低温换热器;镍合金则用于高温前提下;非金属材料除制作垫片零件外,有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器,如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。
各种换热器的原理、特点及适用范围添加人:admin 发布时间:2010-11-26 11:57:43 来源:中国热交换器网1、原理T型翅片管是由光管经由滚轧加工成型的一种高效换热管。
其结构特点是在管外表面形成一系列螺旋环状T型地道。
管外介质受热时在地道中形成一系列的气泡核,因为在地道腔内处于周围受热状态,气泡核迅速膨大布满内腔,持续受热负气泡内压力快速增大,促负气泡从管表面细缝中急速喷出。
气泡喷出时带有较大的冲洗气力,并产生一定的局部负压,使附近较低温度液体涌入T型地道,形成持续不断的沸腾。
这种沸腾方式在单位时间内,单位表面积上带走的热量远弘远于光管,因而这种管型具有较高的沸腾传热能力。
2、特点⑴传热效果好。
在R113工质中T管的沸腾给热系数比光管高1.6-3.3倍。
⑵常规的光管换热器,只有当热介质的温度高于冷介质的沸点或泡点12℃-15℃时,冷介质才会起泡沸腾。
而T型翅片管换热器只需2℃-4℃的温差,冷介质就可沸腾,且鼓泡细密、连续、快速,形成了与光管比拟的独特上风。
⑶以氟利昂11为介质的单管实验表明,T型管沸腾给热系数可达光管的10倍;以液氨为介质的小管束实验结果,总传热系数为光管的2.2倍;C3、C4烃类分离塔的再沸器产业标定表明,低负荷时,T型管总传热系数比光滑管高50%,大负荷时高99%。
⑷较铝多孔表面传热管的价格便宜。
⑸因为地道内部的气液扰动非常激烈以及气体沿T缝高速喷出,因而不管是T型槽内部仍是管外表面,都不易结垢,这一点保证了设备能长期使用而传热效果不会受到结垢的影响。
二、应用场合只要壳侧介质比较干净、无固体颗粒、无胶质,均可采用T型翅片管作换热元件,形成T型翅片管式高效换热器,以进步壳侧沸腾传热效果。
二、低螺纹翅片管一、原理及特点1、原理低螺纹翅片管是普通换热管经轧制在其外表面形成螺纹翅片的一种高效换热管型,其结构如图所示:这种管型的强化作用是在管外。
对介质的强化作用一方面体现在螺纹翅片增加了换热面积;另一方面是因为壳程介质流经螺纹管表面时,表面螺纹翅片对层流边层产生分割作用,减薄了边界层的厚度。
而且表面形成的湍流也较光管强,进一步减薄边界层厚度。
综合作用的结果,使该管型具有较高的换热能力。
当这种管型用于蒸发时,可以增加单位表面上气泡形成的数目,进步沸腾传热能力;当用于冷凝时,螺纹翅片十分有利于管下端冷凝液的滴落,使液膜减薄,热阻减少,进步冷凝传热效率。
2、特点⑴加工本钱较低;⑵合用面广。
对壳程介质的蒸发、冷凝、气态流传热、液态流传热均有强化作用;二、合用场合只要壳侧介质比较干净、无侵蚀、不结垢,均可采用低螺纹翅片管作换热元件,形成低螺纹翅片管式高效换热器。
三、空心环支撑菱形翅片管一、技术原理及特点⑴原理空心环支撑菱形翅片管换热器是以菱形翅片管为传热元件,折流板采用空心环式支撑结构形成的一种新型高效换热器。
该换热器的菱形翅片管为带有周向非连续三维翅片的高效传热管,其传热强化机能优于带周向连续翅片的螺纹翅片管。
当用于冷凝强化传热时,因为其三维翅片的特殊结构造成翅片表面液膜的表面张力分布不均—根部大,顶部小,液膜被拉向根部,使三维翅片表面的液膜厚度大幅度的减薄,热阻减小,使汽态介质和管外壁的换热能力增强,从而进步换热效果。
当用于对流传热强化时,因为其翅片的非连续性,可对流体传热边界层产生周期性的破坏,使翅片表面传热边界层厚度有效减薄,降低边界滞留底层的传热阻力,进步换热效果。
另外,该换热器的折流板可采用空心环作为支撑元件。
空心环管支撑方式将支撑板的管桥变成壳程介质的畅通流畅通道,变普通的横向折流为纵向流,这种活动方式流体的形体阻力非常小,可使绝大部门流体的压降作用在强化传热管的粗拙传热界面上,用于促进界面上的对流传热,可充分施展强化管的传热强化作用,及有效地避免了各类壳程支撑物对流体形体阻力的不利影响,在低流阻前提下获得高的传热机能。
⑵特点1、较光滑管比,其表面膜传热系数或对流膜传热系数进步1-3倍;2、用空心环作为支撑,可大大降低壳程的流阻;3、造价一般不超过完成同样热负荷的光管换热器。
尤其在扩产改造中,往往只须更换管束便可知足处理量增加20-30%的新工况,设备基础、配管均无须改动。
4、消除了横向折流的死区,减少积垢,进步了使用寿命;5、壳程介质纵向活动,减少了管子振动,有效地降低了因管束振动引起的换热管早期破坏;二、应用范围采用碳钢材料制造的菱形翅片管,可广泛应用于石油、化工、动力等行业的各种壳程有冷凝相变或壳程以对流传热为主的各类液-液,气-液,气-气换热器。
只要壳侧介质比较干净、无固体颗粒、无胶质,均可采用菱形翅片换热器,或以菱形翅片管换热器替换光管换热器,进步传热效率。
三、规格型号在知足菱形翅片管使用工况要求的条件下,各种规格、形式的普通换热器均可采用菱形翅片管作为换热元件,以空心环支撑板作支撑组件,从而形成空心环支撑菱形翅片管式高效换热器四、空心环支撑缩放管一、原理及特点1、原理空心环支撑缩放管换热器是以缩放管为传热元件,折流板采用空心环式支撑结构形成的一种新型高效换热器。
该换热器的缩放管经轧制而成,轧制后在管的轴向形成了有规律的扩张段和收缩段。
与光滑管比拟,在轴向流场方向,流体局部(缩段或放段)的流速和压力形成周期性变化,使横向湍动增强,因而可以在较小的Re数下进入湍流状态(湍流状态下,统一介质间的热交换能力增强,介质均温性增加,换热管两侧表面介质温差加大,使换热速度加快。
);另外,在每一波节的转换处,因为流体速度和方向发生改变因而形成局部湍流,减少了边界滞留底层的厚度,增大了膜传热系数,进步了换热能力。
空心环管支撑方式将支撑板的管桥变成壳程介质的畅通流畅通道,变普通的横向折流为纵向流,这种活动方式,流体的形体阻力非常小,可使绝大部门流体的压降作用在强化传热管的粗拙传热界面上,用于促进界面上的对流传热,可充分施展强化管的传热强化作用,及有效地避免了各类壳程支撑物对流体形体阻力的不利影响,在低流阻前提下获得高的传热机能。