《空分的换热设备》PPT课件

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1、5空分的换热设备绪言5.1传热基本方式5.2间壁式换热器5.3板翅式换热器5.4蓄冷器5.5冷凝蒸发器5.6氮水预冷器1换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。取暖用的暖气散热片；汽轮机装置中的凝汽器；航天火箭上的油冷却器等。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。换热器发展史2主要功能：保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。3早期：简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。管壳式换热

2、器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。4二十世纪20年代：出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初：瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末：瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。560年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换

3、热器的蓬勃发展和广泛应用。6自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。7混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器。由于两流体混合换热后必须及时分离，这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。可分为混合式、蓄热式和间壁式三类8例如，化工厂和发电厂的凉水塔，热水由上往下喷淋，而冷空气自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面，热水和冷空气相互接触进行换热，热水被冷却，冷空气被加热，然后依靠两流体本身的密度差得以及时分

4、离。9蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面，从而进行热量交换的换热器，如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。这类换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器，多用于空气分离装置中。10间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的换热器，因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。11管式换热器以管子表面作为传热面（蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器）板面式换热器以板面作为传热面（板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板

5、换热器等）其他型式换热器是为满足某些特殊要求而设计的换热器（如刮面式换热器、转盘式换热器和空气冷却器）12混合式换热器：空冷塔、水冷塔、喷淋塔蓄热式换热器：蓄冷器，蓄热室间壁式换热器：热管，暖气片换热器分类：13混合式换热器操作的一个主要因素：使两种流体的接触面积尽可能大，以促使它们之间的热量交换。为了获得更大的接触面积，可在设备中放置搁栅或填料，有时也把液体喷成细滴。此类设备通常做成塔状。14蓄热式换热器是让两种温度不同的流体先后通过同一种固体填料的表面，如炼焦炉下方的蓄热室中放置的多孔格子砖和在制氧装置中所用的蓄冷器中的卵石等。首先让热流体通过，把热量蓄积在填料中，

6、然后，当冷流体再通过时，将热量带走，这样在填料被加热和冷却过程中进行热流体和冷流体间的热量传递15在使用这种换热器时，不可避免的会使两种流体有少量混合，且必然是成对的使用，即当一个通入热流体时，另一个则通入冷流体，并靠自动阀进行交替切换使生产连续进行。16利用固体壁面将进行热量交换的两种流体隔开，使它们壁面进行传热，这种形式的换热器使用最广泛17管式换热器——以圆管为间壁板式换热器以板作为间壁板翅式换热器特殊式换热器——以特殊形状作为间壁185.1传热基本方式导热：物体各部分之间不发生相对位移，依靠分子原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递对流：由于流体的宏观

7、运动，使流体各部分之间发生相对位移冷热流体相互掺混所引起的热量传递辐射换热：物体因为热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物质间热量传递——辐射换热195.2间壁式换热器5.2.1传热基本方程式Q=KF△tQ——单位时间内两股流体所交换的热量WK——综合传热系数W/m2·KF——换热面积m2△t——冷热流体温度差△t=tf1-tf220传热过程：tf1tw1tw2tf2热流体——壁面1——壁面2——冷流体对流导热对流21对流热阻导热热阻225.2.2传热的实际计算平均温差△tm的计算传热量Q的