化工原理 第五章

1、1,第五章 传热过程计算与换热器,第四节 换热器 一、换热器的分类 二、间壁式换热器 三、列管式换热器的选用和设计 四、传热过程的强化,2,第四节 换热器,一、换热器的分类,第四节 换热器,3,第四节 换热器,4,二、间壁式换热器,第四节 换热器,5,1. 列管式换热器,管程数：单管程、双管程、多管程 壳程数：单壳程、双壳程、多壳程,第四节 换热器,6,（1）构造,列管式（管壳式）换热器是一种传统的、应用最广泛的热交换设备。由于它结构坚固，且能选用多种材料制造，故适应性极强，尤其在高温、高压和大型装置中得到普遍应用。,第四节 换热器,7,6 换热器,第四节 换热器,8,构造,第四节 换热器,9

2、,思考： 如何判断壁温tw、Tw接近哪一个温度？,温差在50以上时，要考虑温度补偿问题,（2）温度补偿问题,第四节 换热器,10,换热器两端管板和壳体是连为一体的。 其特点是结构简单、制造成本低，适用于壳体和管束温差小、管外物料比较清洁、不易结垢的场合。 当壳体和管子之间的温差较小(6070 )且壳体承受压力不太高时，可采用补偿圈（又称膨胀节）。,补偿圈补偿-固定管板式换热器,第四节 换热器,11,浮头补偿-浮头式换热器 U型管补偿-U型管式换热器,一端管板用法兰与壳体连接固定，另一端在壳体中自由伸缩，整个管束可以由壳体中拆卸出来。 适用于壳体与管束间温差大且需经常进行管内外清洗的场合。,用于

3、壳体与管子间温差大的场合，但管内清洗比较困难。,第四节 换热器,12,间壁式换热器： 管式：列管式、套管式、盘管式、喷淋式 板式：螺旋板、板式、板翅式 夹套式： 热管：,2. 其他类型的间壁式换热器,第四节 换热器,13,螺旋板换热器：,传热效率高 传热效率为列管式换热器的13倍 阻力小 以较低的压力损失，处理大容量蒸气或气体；有自清刷能力，因其介质呈螺旋形流动，污垢不易沉积；清洗容易，可用蒸气或碱液冲洗，简单易行，适合安装清洗装置；介质走单通道，允许流速比其它换热器高。,板式：螺旋板、板式、板翅式,第四节 换热器,14,板式换热器,板式换热器是由一组波纹金属板组成，板上有孔，供传热的两种流体

4、通过。金属板片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板的框架内，并用夹紧螺栓夹紧。 板式换热器作为一种新型、高效、节能的换热设备已越来越在众多领域广泛应用，并且有逐步取代其它类型之趋势.,板翅式：,夹套式：,热管：,第四节 换热器,15,三、列管式换热器的选用和设计,第四节 换热器,16,设计方法及步骤：,第四节 换热器,17,四、传热过程的强化,强化传热目的： 用较少的传热面积或较小的设备完成同样的传热任务 （设计），或力求使换热设备在单位时间、单位面积传 递的热量尽可能地大。,1. 提高tm-操作中采用此法不经济，工业上还要设法降低tm； 但设计中： 采用逆流流动 尽量采用高温加热剂或低温冷却剂。,2. 增大A-设计时可以，操作时不易改变 采用新型高效的换能设备：例如，一般管壳式换热器每1m3体积的 传热面积约为150m2左右，而板式换热器可达1500m2左右，板翅式高达 5000 m2左右。,第四节 换热器,18,换热表面粗糙法 在管子表面涂上一层氧化层 采用带环向凸出物的横纹管 管壁上绕上细金属丝 管壁上开槽,3. 提高K,要设法减小热阻较大项，才能有效地提高K 值。,第四节 换热器,19,流体旋转法 采用螺纹管、在管内插入纽带等，使流体作旋转流动。,第四节 换热器,20,换热表面扩展法 采用各种形状的肋片管。 换热表面特殊处理法 将换热表面经特殊处理，加工成表面