湖南工业大学换热器考前复习资料

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1、防振措施1）适当降低流速（流最I，管间距t）0（2）改变管朿系统的自振频率。①减小跨距。②管了间插入杆状物或板条。③增大管子的强度和刚度（如增大壁厚）。④增大管子支承的强度和刚度（如增大折流板的厚度、采用折流杆等）。（3）设置消声隔板。（4）破坏卡曼涡街的形成。（5）设置防冲板或导流筒。2、在内管为“180X10mm的套管换热器中，将流量为3500kg/h的某液态炷从100°C冷却到60°C,其平均比热为2.38kJ/kg.K,环隙走冷却水，其进出口温度分別为40°C和50°C,平均比热为4.174RJ.

2、/（kg.°C）,基于传热外面积的总传热系数K=2000w/m2.K,_fl.保持不变.设热损失可以忽略。试求：•（1）冷却水用量；•（2）计算两流体为逆流和并流情况下的平均温差及管长。1-管箱（A,B,C,D型）;2-接管法兰;3■设备法兰;4-管板;5■壳程接管;6-拉杆;7-膨胀节;8-壳体;9-换热管;10•排气管;11•吊耳;12•封头;13■顶丝;14■双头螺柱;15■螺母;16•垫片;17■防冲板;18■折流板或支承板;19-定距管;20■拉杆螺母;21■支座;22■排液管;23■管箱壳体;

3、24■管程接管;25■分程隔板;26■管箱盖强化传热的途径1、增大传热面积新型换热器、小直径管、翅片结构2、加大平均温差:逆流换热3、提高传热系数（有功传热强化、无功传热强化）扩展表面选用导热系数人的材料管程分程防止结垢并及时除垢列管式换热器壳程强化传热技术一、管束支撑1管束支撑的主要作用：支撑管束；使壳程流体产生期望的流型和流速;阻止管子发生流体诱导振动二、空心环支撑换热器优点：阻力小，线接触，振动小换热性能优于折流杆（壳程提高50%）不足：扰流作用不如折流杆；应用于硫酸行业气■气换热。三、折流杆换热器

4、折流杆换热器管束结构的特点见在毎根换热器的四个方向上，用折流杆加以固定，折流杆焊在折流圈上，四个折流圈为一组，从四个方向夹紧换热管。用折流圈组成的管朿支撑结构如同一个大篦子，具有很好的防震性能。图1-7为管束支擇结构示总图。折流杆换热器优点：抗振性能强、流动阻力小、不易结垢、传热性能好、表面温度均匀。折流杆传热器的主要不足：杆的扰流功能较弱，因而在较低Rc下换热器的总传热系数较小，竹束与壳体Z间存在的环隙形成无效传热的泄漏流。在低Re数值、高黏度介质屮很难形成有•效卡门涡街，达不到高传热效率的要求。四、螺

5、旋折流板换热器优点：1）、横向折流变为螺旋折流，连续平稳螺旋流动，阻力低；2）、径向截面上速度梯度形成径向湍流，减少死区，缓垢，强化传热；3）、壳程冷凝换热时，对冷凝液起到引流作用；4）、对管束的约束强于折流板，减少振动，延长寿命。缺点：不适于管外蒸发；制造困难全螺旋支撑，穿管难度大五、螺旋肋片支撑换热器优点：强化传热，传热系数比光管可提高40〜100%。•螺旋片增加了流体的流通路径，提高流速•螺旋片与换热管的接触相应地增加了传热面积；•冷凝换热吋对凝结液有引流作用；•沸腾传热是有利于形成气泡生长的凹穴区

6、域；•相邻两管螺旋折流片旋向相反，使所产牛的涡旋流动的动能加强，减薄边界层，促进近壁流体和主流体的动量与质量交换。缺点：流动阻力大六、旋流片支撑换热器经昵梳片时•流体住螺旋型流道内受迫做螺旋流动，由原来的一股分裂成网个绷旋流.由于流道面积的减小及流道關而的变化，流体須到充分扰动•、峙流体离开旋流片后，流体进入自錠流状态，随着距离的延长，两个螺旗流逐渐介并成-个大的纵向涡。另外，旋流与靠近管壁波动前进的边界层流形成非线性的二次涡流，促进『流体混合和湍流度，破坏了管唯流体边界层，使倍壁两侧温差堆大・从而提岛r

7、传热推动力・由于在处秤产住的•.次涡流翌消耗能赧.所以流阳随和流速堆加而增大.因此・族流片支惊结构适宜于中低/“数下的流体渝动.七、管束自撑八、整圆形孔板支撑不足：人圆孔无支撑作用；梅花孔传热效杲最好；传热死区，结垢、缝隙腐蚀；对比折流杆，阻力较大；结构复杂、加工困难、制造成本较高。条件：中低雷诺数、粘度不大泡沫金属表面对流换热强化机理探讨螺旋扁管换热器工作原理•在管程，流体的螺旋流动提高了其湍流程度，减薄了作为传热主耍热阻的滞阳内层的厚度，使馆内传热得以强化。关内螺旋流道使管程流体产生以纵向旋转和二次旋

8、流为特点的扰流作用，这种螺旋扰流作用增加了流体的扰动程度，减薄了传热的边界层，增强了流体的混合，所提高的传热效率更高。•在壳程，因螺旋扁管之间的流道也呈螺旋状，流体在其间运动时受离心力的作用而周期性地改变速度和方向，从而加强了流体的纵向混合。加之流体经过相邻管子的螺旋线接触点时形成脱离管壁的尾流，增强了流体自身的湍流程度，破坏了流体在管壁上的传热边界层，因而使得壳程的传热也得以强化。因为壳程不必设置折流板,不存在流动死区，所以