传热--换热器晨怡热管 2007-12-16 21:49:44 一、换热器的分类按用途分类分为：加热器、冷却器、再沸器、冷凝器、分凝器等按传热原理和实现热交换的方法分类：间壁式换热器、混合式换热器二、间壁式换热器的类型间壁式换热器主要有：管式、板式、翅片式三种类型1、管式换热器：蛇管式换热器（沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器）、套管换热器、列管换热器列管式（管壳式）换热器是目前化工生产中应用最广的换热器。主要优点：单位体积具有的传热面积大，传热效果好，结构简单，操作弹性大，可用多种材料制造，适用性较强，尤其在高温、高压和大型装置上多采用列管式（管壳式）换热器。当两流体的温度超过50℃时，由于热应力可能引起设备变形、管子弯曲，甚至破裂，应采取热补偿措施。根据热补偿方法的不同，列管式换热器的主要形式有以下几种：固定管板式（带热补偿圈的固定管板式换热器） 换热器的两端管板和壳体制成一体，使壳程清洗困难，所以要求壳程流体清洁且不结垢，两流体温差小于70℃。U型管式换热器 U型管式换热器每根管子弯成U型，流体进出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室。每根管子可自由伸缩。适用于高温、高压的场合，管内清洗困难，所以要求管内流体清洁且不结垢。浮头式换热器 其一端管板不与外壳连为一体，该端称为浮头。便于清洗和检修，应用较为普遍，但结构比较复杂，造价较高。上述几种列管式换热器，都有系列标准，可供选用。规格型号中通常表明型式、壳体直径、传热面积、能承受的压强及管程数等。如：FA600-130-16-2换热器FA：浮头式A型，换热管为Φ19×2mm。正三角形排列。壳体公称直径为600mm，公称传热面积为130m2,公称压强为16kgf/cm2,管程数为2。2、板式换热器（1）夹套式换热器（2）螺旋板式换热器优点：总传热系数高，不易结垢和堵塞，能利用温度较低的热源，结构紧凑。缺点：操作压强及温度不宜太高，不宜检修。（3）平板式换热器优点：传热系数高，结构紧凑，具有可拆结构。缺点：处理量小，操作压强低，小于，操作温度不能太高。3、翅片式换热器（1）翅片管换热器（2）板翅式换热器三、换热器传热过程的强化由传热速率方程Q=KS△tm可知增大传热系数K、传热面积S或平均温度差都可提高传热速率Q，所以换热器传热过程的强化也从这三方面考虑：增大传热面积：主要提高单位体积的传热面积 （2） 增大平均温度差：一般采用逆流操作（3） 增大总传热系数：是在强化传热中重点考虑的方面。欲提高总传热系数，就须减少管壁两侧的对流传热系数、污垢热阻和管壁热阻。主要设法减少其中较大的热阻。一般：管壁热阻不会成为主要热阻。污垢热阻：应防止结垢和及时清除垢层。对易结垢流体，可增加流速，在管程内流动。对流传热热阻：可采用提高流速和增加对流体的扰动来提高传热系数。四、列管式换热器的设计和选用列管式换热器的设计和选用的核心是计算换热器的传热面积。要计算传热面积，先要知道K及△tm，K值与设备结构、尺寸及流体流道等有关，而△tm与两流体的终温有关。因此换热器的设计和选用，需考虑许多问题。列管式换热器设计或选用时应考虑的问题 流体流动通道的选择 流体流速的选择 流体两端温度的确定 一般设计中冷却水两端温度差可取为5--10℃管子的规格和排列方法 我国列管式换热器系列标准中采用Φ25×及Φ19×2mm两种规格的管子，标准钢管长度为6米，所以合理的管长应为米、2米、3米、6米。其中以3米和6米管长为多。L/D为4—6。管程数和壳程数的确定 为了提高管内流速，可采用多管程，但同时导致流动阻力增加，平均温度差下降。当温度差修正系数低于时，可采用多壳程。折流挡板 目的提高壳程对流传热系数，最常用的为圆缺形挡板外壳直径的确定 材料选用 流体通过换热器的阻力（压强降）计算 2、列管式换热器的选用和设计计算步骤估算传热面积，并初选换热器型号（1） 确定两流体在换热器中流动通道根据传热任务，计算传热量 确定流体在换热器两端的温度，计算定性温度，并确定流体物性 根据两流体的温度差，确定换热器的型式 计算平均温度差，并根据温度差校正系数不小于的原则，确定壳程数或调整加热介质或冷却介质的终温 依据总传热系数的经验范围或生产实际情况，选取总传热系数 由总传热速率方程估算传热面积，并确定换热器的基本尺寸或按系列标准选择设备规格 计算管程、壳程阻力核算总传热系数和传热面积选用的换热器实际传热面积应比计算所需的传热面积约大10%--25%。
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