换热器的结构与性能特点课件.ppt

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1、换热器的结构与性能特点2015年11月3日在工业生产中，要实现热量的传递，须采用一定的设备，此种传递热量的设备，称换热器或热交换器。换热器广泛应用于各种工业生产过程中，其主要用途适用于加热、冷却、蒸发、冷凝、干燥等方面，因其使用的条件不同，其容量、压力、温度等变动范围较大，为了适应不同的用途，存在各种形式及结构的换热器。换热器的分类按换热原理分类一混合式换热器亦称为直接接触式换热器，它是将冷热两流体通过直接接触进行热量交换实现传热的，如工业上的冷却塔，洗涤塔等。二蓄热式换热器蓄热式换热器，是将高温流体和低温流体交替地通过表面进行换热的，是一种间歇操作的换热设备。三间壁式换热器亦

2、称表面式换热器或间接式换热器，即冷热两流体被一固体壁隔开，而热量传递是通过固体壁进行的。按换热器的用途分类(1)加热器：加热器用于把流体加热到所需的温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。(2)预热器：预热器用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。(3)过热器：过热器用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。(4)蒸发器：蒸发器用于加热液体，使之蒸发汽化。(5)再沸器：再沸器是蒸馏过程的专用设备，用于加热已冷凝的液体，使之再受热汽化。(6)冷却器：冷却器用于冷却流体，使之达到所需要的温度。(7)冷凝器：冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化按换热器所用材料分类(1)金属材料

3、换热器：金属材料换热器是由金属材料制成，常用金属材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。由于金属材料的热导率较大，故该类换热器的传热效率较高，生产中用到的主要是金属材料换热器。(2)非金属材料换热器：非金属材料换热器由非金属材料制成，常用非金屑材料有石墨、玻璃、塑料以及陶瓷等。该类换热器主要用于具有腐蚀性的物料由于非金属材料的热导率较小，所以其传热效率较低。按换热器传热面形状和结构分类(1)管式换热器：管式换热器通过管子壁面进行传热，按传热管的结构不同，可分为列管式换热管、套管式换热器、蛇管式换热器和翅片管式换热器等几种。管式换热器应用最广。(2)板式换热器：

4、板式换热器通过板面进行传热，按传热板的结构形式，可分为平板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和热板式换热器。(3)特殊形式换热器：这类换热器是指根据工艺特殊的要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式换热器、热管式换热器、空气冷却器等。一、夹套式换热器夹套式换热器是最简单的板式换热器，它是在容器外壁安装夹套制成，夹套与容器之间形成的空间为加热介质或冷却介质的通路。这种换热器主要用于反应过程的加热或冷却。在用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管流出。作为冷却器时，冷却介质（如冷却水）由夹套下部接管进入，由上部接管流出。特点：☮传热系数不高（可在釜内安装搅拌

5、器、蛇管、螺旋隔板）；☮换热介质为水蒸气、冷却水。应用：反应过程的加热和冷却。二、管式换热器的结构形式1．管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换热设备。它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占据主导地位。主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。目前工业生产中采用的主要有固定管板式，浮头式和U型管式三类。其主要构造都是在一圆筒形壳体内设置许多平行管组成的管束构成的。shell-andtubeheat

6、exchangers（管壳式换热器）封头shellcover固定管法兰stationaryheadflange-channel膨胀节expansionjoint壳体shell横向折流板或支持板transversebafflesorsupportplate管程tube（side）pass壳程shell（side）pass放气接口ventconnection排液接口drainconnection支撑托架supportbracket壳体接管shellnozzle管箱接管stationaryheadnozzle为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡

7、板不仅可防止流体短路、增加流体流速，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。a.切除过少b.切除适当c.切除过多挡板切除对流动的影响管子的规格和排列方式管子的规格：最常用的直径为19mm、22mm、25mm、32mm、38mm、57mm管长：1.5、2.0、3.0、6.0mL/D=4～10（管长/壳体直径）布管基本原则：应使传热管在整个换热器截面上均匀分布，同时还应考虑流体性质、管箱结构和加工制造等方面的问题。正三角形排列：优点：管子较多，传热系数较大；缺点：管外机械清洗较