换热器幻灯片.ppt

1、换热器,换热器的分类,一按照工作原理或传热方式分类 直接接触式换热器 蓄热式换热器 间壁式换热器 中间载热体式换热器,直接接触式换热器,这类换热器又称混合式换热器，如图所示，它是利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换热的换热器。如冷却塔、冷却冷凝器等。为了增加两流体的接触面积，以达到充分换热，在设备中常放置填料和格栅板，通常采用塔状结构。直接接触式换热器具有传热效率高、单位容积提供的传热面积大、设备结构简单、价格便宜等优点，但仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。,蓄热式换热器,蓄热式换热器通过多孔填料或基质的短暂能量储存，将热量从一种流体传递到另外一种流体。首先，在习惯上称为加热周期的时间内

2、，热气流流过蓄热式换热器中的填料，热量从气流传递到填料，气流温度降低。在这个周期结束时，流动方向进行切换，冷流体流经蓄热体。在冷却周期，流体从蓄热填料吸收热量。因此，对于常规的流向变换，蓄热体内的填料交替性的与冷热流体进行换热，蓄热体内以及气流在任意位置的温度都不断随时间波动。启动后，经过数个切换周期，蓄热式换热器进入稳定运行时状态，蓄热体内某一位置随时间的波动在相继的周期内都是相同的。从运行的特性上很容易区分蓄热式换热器和回热式换热器，回热式换热器中两种流体的换热是通过各个位置的固定边界进行的，在稳定运行时换热器的内的温度只与位置有关，而在蓄热式换热器热量的传递都是动态的，同时依赖于位置和时

3、间。,间壁式换热器,这类换热器又称表面换热器。它是利用间壁（固体壁面）将进行热交换的冷热两种液体隔开，互补接触，热量油热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛的的换热器，其形式多种多样，如常见的管壳式换热器和板式换热器都属于间壁式换热器。,中间载热体式换热器,这类换热器是把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器中吸收热量，在低温流体换热器中释放热量，如热管式换热器。,间壁式换热器分类,管式换热器 板面式换热器 其他形式的换热器,管式换热器,这类换热器都是通过管子壁面进行传热的换热器。

4、按照传热管的结构形式不同大致可分为蛇管式换热器、套管式换热器、缠绕管式换热器和管壳式换热器。,蛇管式换热器,蛇管式换热器一般由金属和非金属管子，按需要弯曲成所需的形状，如圆盘形、螺旋形和长的蛇形等。它是最早出现的一种换热设备，具有结构简单和操作方便等优点。按照用状不公，蛇管式换热器又克分为沉浸式蛇管和喷淋式蛇管。 如图所示，蛇管多以金属管子弯绕而成，或由弯头、管件和直管连接组成，也可制成适合不同设备形状要求的蛇管。使用时沉浸在盛有被加热或被冷却介质的容器中，两种流体分别在管内、外进行换热。它的特点：结构简单，造价低廉，操作敏感性较小，管子可承受较大的流体介质压力。但是，由于管外流体的了流速很小

5、，因而传热系数小，传热效率低，需要的传热面积大，设备显得笨重。沉浸式蛇管换热器常用于高压流体的冷却，以及反应器的传热元件。 如图所示，将蛇管成排的固定在钢架上，被冷却的流体在管内流动， 冷却水由管排上方的喷淋装置均匀淋下。与沉浸式相比较，喷淋式蛇管换热器主要优点是管外流体的传热系数大，且便于检修和清洗。其缺点是体积庞大，冷却水用量较大，有时喷淋效果不够理想。,套管式换热器,套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。 以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心

6、套管，每一段套管称为“一程“，程的内管（传热管）借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上（图中1）。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体（A流体）由上部引入，而冷流体（B流体）则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取47米。这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。当内外管壁温差较大时，可在外管设置U形膨胀节（图中2）或内外管间采用填料函滑动密封，以减小温差应力。管子可用钢、铸铁、铜、钛、陶瓷、玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。,管壳式换热器,管壳

7、式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。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。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。 管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。 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