管壳式热交换器设计全解(III)

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1、第三章高效间壁式热交换器高效间壁式热交换器螺旋板式板式板翅式热管微尺度能源利用角度方面对热交换器的要求传热效率高体积小1高效间壁式热交换器3.1螺旋板式热交换器3.2板式热交换器3.3板翅式热交换器3.4翅片管热交换器3.5热管热交换器3.6蒸发冷却（冷凝）器的结构2高效就是换热效率高，结构紧凑即在增加换热器的传热面积的同时，也要减小换热器的体积“紧凑性”—热交换器的单位体积中所包含的传热面积的大小，m2/m3紧凑式热交换器：>700m2/m3非紧凑性热交换器：<700m2/m3高效间壁式热交换器3螺旋板式换热器螺旋板

2、式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。卷制后，在器内形成两条相互隔开的螺旋形通道，在顶、底部分别焊有封头和两流体进出口接管。其中有一对进出口接管是设在园周边上，而另一对进出口则设在圆鼓的轴心上。换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。第一节螺旋板式热交换器4基本构造外壳螺旋体密封装置进出口中心处有隔板将板片两侧流体隔开，各通道为环状单一通道，其截面积为矩形，进出管分别接于两通道的边缘端具体的说螺旋板式热交换器的构造螺旋形传热板隔板头盖连接管5工作过程冷热两种流体分别在两个螺

3、旋通道中流动，流体1从中心进入，沿螺旋形通道流到周边流出；流体2则由周边进入，沿螺旋通道流到中心流出。螺旋流道有利于提高传热系数。6定距柱作用保证流道的间距；加强湍流；增加螺旋板刚度。固定方式用3～10mm的圆钢在卷板前预先焊接在钢板上。78分类不可拆式:可拆式通道两端全部垫入密封条后焊接密封冷流体由外周边流向中心排出，热流体由中心外周排出，纯逆流夜—液热交换器，公称压力<2.5MPa通道两端面交错焊死，两端面的密封采用端盖加垫片冷流体由外周流向中心，热流体由中心流向周边，纯逆流气—液热交换器，公称压力<1.6MPa一

4、通道两端焊死，另一通道两端全部敞开，两端面的密封采用端盖加垫片一侧流体由外周流向中心在流向另一周边，另侧流体做轴向流动气—液冷凝器，公称压力<1.6MPa9螺旋板式换热器按流道布置和封头形式可分为：I型结构：两个螺旋通道两侧完全焊接封闭，不可拆。两流体均作螺旋运动，通常冷流体由外周流入，热流体从中心流入，形成完全逆流流动。主要用于液体与液体之间的传热。II型结构：一个螺旋通道焊接封闭，另一通道的两侧敞开。一流体作螺旋形流动，另一流体则作轴向流动。适合于两流体的流量相差很大的场合。常做蒸汽冷凝器、气体冷却器使用。III型

5、结构：一流体作螺旋形流动，另一流体则是轴向流动和螺旋流动的组合，适用于蒸汽的冷凝和冷却。10螺旋板换热器结构形式Ⅲ型螺旋板换热器11螺旋板式换热器12螺旋板式换热器的特点传热系数高由于离心力的作用，可在较低Re数下出现湍流(Re=1400-1800)，允许流速可达2m/s，故传热系数较高，如水对水的换热，传热系数可达2000-3000W/（m2·K）。不易堵塞由于流速较高，又是在螺旋流道内流动，能较好的发挥流体对板面的冲刷作用，因而流体中的悬浮物不易沉积下来。由于流道长，可为完全逆流，便于控制温度和利用低温热源，操作时

6、允许较低的温度差，因此，在一些低温差传热的场合，采用螺旋板换热器比较合适。结构紧凑，制造简便，单位体积设备内的传热面积约为列管式换热器的3倍。操作压力和温度不能太高，尤其是所能承受的压力比较低，操作压力只能在20atm以下，操作温度约在300-400℃以下。不易检修，整个换热器已被卷制焊接为一个整体，一旦发生中间泄漏或其他故障，设备即告报废。13(2)螺旋板式换热器1415结构板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成，用框架将板片夹紧组装于支架上。两个相邻板片的边缘衬以垫片(各种橡胶或压缩石棉等制成)压紧，板片四角

7、有圆孔，形成流体的通道。第二节板式热交换器16传热板片密封垫圈压紧装置轴及接口管等组成17板式换热器的构造181920平板式换热器若干矩形板片，其上四角开有圆孔，通过圆孔外设置或不设置圆环形垫片可使每个板间通道只留两个孔相连。（a）平板式换热器流向示意图(b）平板式换热器板片平板式换热器21板四角开有角孔，流体由一个角孔流入，即在两块板形成的流道中流动，而经另一对角线角孔流出（该板的另外两个角孔则由垫片堵住），流道很窄，通常只有3～4mm，冷热两流体的流道彼此相间隔。为了强化流体在流道中的扰动，板面都做成波纹形。板片间

8、装有密封垫片，它既用来防漏，又用以控制两板间的距离。冷热两流体分别由板的上、下角孔进入换热器，并相间流过奇数及偶数流道，然后再从下、上角孔流出。传热板片是板式换热器的关键元件，不同类型的板片直接影响到传热系数、流动阻力和承受压力的能力。板片的材料，通常为不锈钢，对于腐蚀性强的流体（如海水冷却器），可用钛板。工作过程22板式换热器结