换热设备heatexchang

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1、16南京工业大学备课笔记第六章换热设备HeatExchanger6.1概述Introduction6.1.1换热设备的应用Application换热设备:使热量从热流体传递到冷流体的设备。在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10—20%，重量约占总重量的40%以上。其损坏率在所有化工设备损坏的比例中所占比重约为27%。应用：加热，冷却，余热回所，提高热能利用率，降低消耗，提高经济效益。6．1．2换热设备的分类及其特点ClassificationandCharacteristics分类方式有几种。按作用分：冷却器，加热器。按传热面分：管式，板式，扩展面式。6．1

2、．2．1按作用原理或传热方式分类（1）直接接触式换热器：利用冷，热流体直接接触，彼此混合进行换热的，设备中设置填料和栅板，以增加接触面积。优：传热效率高，结构简单，价格低。适用：允许两种流体混合的场合。（2）蓄热式换热器：由固体构成一蓄热体，冷热流体交替与之接触，借此热量从热流体传递到冷流体。适用：允许两种流体少量混合，气-气热交换。16南京工业大学备课笔记（3）间壁式换热器用固体壁将二种冷热流体隔开，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。（4）中间载热体式换热器将二个间壁式换热器，通过一在其中循环的热载体连接起来。如：热管式换热器。6．1．2．2间壁式换热

3、器工业生产中应用最为广泛，结构形式也相当多。（1）管式换热器Tubular通过管子壁面进行传热。优：结构牢固，可靠，适应性强，易于制造，能承受较高压力和强度。不足：换热效率、结构紧凑、金属消耗（单位传热面积）不如其他换热器。[1]蛇管式换热器Pipecoil将管子（金属、非金属）按需要弯成所需的形状，如圆盘形、螺旋形等。A．沉浸式submerged使用时将蛇管浸在被加热（冷却）介质的容器中。优：结构简单，造价低，管子可承受较大流体压力。缺：管外流体流速小，传热系数较低，效率低。适用：高压流体的冷却等。B．喷淋式sprayed16南京工业大学备课笔记冷却水由喷淋装

4、置均匀淋下。优：传热系数大，便于检修，清洗。缺：体积大，冷却水用量大，效果不理想。[2]套管式换热器double-pipe两种直径不同的管子组装成同心管，一种流体走内管，另以种流体走内、外管之间。优：结构简单，工作适应范围大，传热面积可增减。缺：单位传热面的金属消耗量大，检修、清洗较麻烦。适：高温、高压、小流量，传热面不大的场合。[3]管壳式换热器shell-and-tube优：结构坚固，适应性广，易制造，生产成本低。不足：传热效率、结构紧凑性等不如新型高效换热器。[4]缠绕管式换热器传热管按螺旋线形状交替缠绕，相邻两层螺旋形传热管的螺旋方向相反。管内可通一种介

5、质（单通道型），也可分别通过几种不同的介质（多通道型）。　　　　适用：同时处理多种介质，小温差传递较大热量。　（２）板面式换热器plate　　　　通过板面进行传热。　　　　优：传热性能比管式好，强化了传热，生产成本较低。　　　　缺：耐压性能不如管式。　　　Ａ。螺旋板式换热器spiral　　　　　由二张卷成螺旋状金属板作为传热面。16南京工业大学备课笔记　　　　优：结构紧凑，传热效率高，制造简单，材料利用率高。　　　　缺：高粘度流体、含有固体颗粒的悬浮液的唤热。　　　Ｂ。板式换热器plateandframe　　　　　由许多薄金属板组成传热面，类似板框式压滤机。　　

6、　　　板表面制成波纹形或槽形，以增大流体湍流程度，二板间边缘用垫片夹紧，以防泄漏。　　　　优：结构紧凑，使用方便，便于清洗，较高的传热效率。　　　　缺：密封周边长，易渗漏，承压能力低，流通狭窄，处理量小，阻力大。　　　　适用：经常需清洗，环境要求紧凑的。　　　Ｃ。板翅式换热器plate-fin在二块平行金属板之间放置一种波纹状金属翅片，若干板束组装在一起。优：结构紧凑，单位体积内传热面积大，传热系数大，适应性广。缺：结构复杂，难以清洗和检修，造价高，流道小。适用：低温或超低温的场合，多种不同的流体在同一设备中操作。D．板壳式换热器shell-andplate由若

7、干板束放在一壳体中组成，介于管壳式和板式之间的一种换热器。优：传热效率高于管壳式，结构紧凑，易清洗。缺：制造复杂，焊接要求高。E．伞板式换热器bevel-plate伞形板代替平形板。优：制造相对简单，成本低，板间易密封，传热效率较高，结构紧凑。缺：流道小，易堵塞，不易处理较脆介质。16南京工业大学备课笔记（3）其他型式换热器指一些特殊结构换热器，A．石墨换热器graphite用一种不渗透性石墨制造的换热器，优：良好的耐腐蚀性和传热性能缺：石墨抗拉，抗弯强度较低，易脆裂，结构中采用实替块。适用：腐蚀性强的液体和气体。有管壳式，块式，板式等。B．聚四氟乙烯换热器Te

8、flon有管壳式和沉浸式