换热器的各种类型及发展趋势

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1、换热器的各种类型及发展趋势工程学院热动门12班随志强201111422418换热器是化工，石油，动力，食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位•在化工生产中换热器可作为加热器，冷却器，冷凝器，蒸发器和再沸器等，应用更加广泛.换热器是指两种不同温度的流体进行热量交换的设备。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：根据冷，热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类，即间壁式，混合式和蓄热式•在三类换热器中，间壁式换热器应用最

2、多：间壁式换热器的类型1.夹套式换热器这种换热器是在容器外壁安装夹套制成，结构简单;但其加热面受容器舉面限制，传热系数也不高•为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器•当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂吋，亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施，以提高夹套一侧的给热系数•为补充传热而的不足，也可在釜内部安装蛇管.夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却.2.沉浸式蛇管换热器这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容器内的液体中•蛇管换热器的优点是结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造;其缺点是容器内液体湍动程度低，管外给热系数小•为提高

3、传热系数，容器内可安装搅拌器.3•喷淋式换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器•喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜，管外给热系数较沉浸式增大很多.另外，这种换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦带走一部分热量，可起到降低冷却水温度，增大传热推动力的作用•因此，和沉浸式相比，喷淋式换热器的传热效果大有改善.4.套管式换热器套管式换热器是市直径不同的直管制成的同心套管，并市U形弯头连接而成•在这种换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙，两者皆可得到较高的流速，故传热系数较大•另外，在套管换

4、热器中，两种流体可为纯逆流，对数平均推动力较大.套管换热器结构简单，能承受高压，应用亦方便（可根据需要增减管段数目）.特别是由于套管换热器同时具备传热系数大，传热推动力大及能够承受高压强的优点，在超高压生产过程（例如操作压力为3000大气压的高压聚乙烯生产过程）中所用的换热器几乎全部是套管式.5•管壳式换热器管壳式（乂称列管式）换热器是最典型的间壁式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位.管壳式换热器主要有壳体，管束，管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束,管束两端固定于管板上•在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流

5、动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程•管束的壁面即为传热面.为提高管外流体给热系数，通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板•折流档板不仅可防止流体短路，增加流体速度，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加•常用的档板有圆缺形和圆盘形两种，前者应用更为广泛.流体在管内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•为提高管内流体的速度，可在两端封头内设置适当隔板，将全部管了平均分隔成若干组•这样，流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程.同样，为提高管外流速，可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间，称多壳程•在管壳式换热器

6、内，由于管内外流体温度不同，壳体和管束的温度也不同.按换热器的结构可分为：1・浮头式换热器浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，这种换热器壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。其缺点是结构复杂，造价高（比固定管板高20%）,在运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。2.固定管板式换热器固定管板式换热器主耍有外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法I古I定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口

7、管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管了互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。这种换热器的缺点是：壳程清洗困难，有温差应力存在。当冷热两种流体的平均温差较大，或壳体和传热管材料膨胀系数相差较大，热应力超过材料的许用应力时，在壳体上需设膨胀节，由于膨胀节强度的限制，壳程压力不能太高。这种换热器适用于两种介质温差不大，或温差较大但壳程压力不高，及壳程