新型换热器课件.ppt

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1、目录概述常见换热器简介新型换热器前景展望1一、概述冰箱取暖器2空调电热壶3冷却塔4换热器的概念在化工生产中，几乎每个生产过程都有热量传递（简称传热）。进行热量传递的设备称为换热设备，也称热交换器或换热器。换热器是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。通常，在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10%~40%。5换热器的作用加热原料余热回收冷却产品如原油被加热如汽油、煤油、柴油等产品的冷却如常、减压炉顶部的烟气余热回收。6换热器的分类按用途分：换热器加热器冷却器蒸发器冷凝器等按冷热流体接触方式分：混合式换热器蓄热式换热器间壁式换热器7二、常见换热器简介管式换热器套管式换热

2、器蛇管式换热器管壳式换热器1套管式换热器主要用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对数温差最大，可增减管段数量应用方便。缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。蛇管式换热器喷淋式--冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安

3、装在室外。蛇管式换热器沉浸式--这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。缺点：由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。管壳式换热器固定管板式浮头式U型管式板式换热器夹套式换热器螺旋板式换热器平板式换热器2翅片式换热器板翅式换热器翅片管式换热器单击添加3在两块平行金属板之间夹入波纹状金属翅片，两边以侧条密封，组成一个单元体；主要用于两种流体对流传热系数相差较大的情况。新型板翅换热器新型肋片式双源双工道换热器螺旋扭曲椭圆扁管换热器三、新型换热器新型旋梯式螺旋折流板换热

4、器强化传热研究新型高效率的换热器就是强化传热的过程。由传热方程Q=KA△tm可知：增大传热系数K、传热面积A或传热平均温差△tm，都能是热流量Q增加。1、增大传热面积A换热器单位体积内传热面积增大，传热将会得到强化。这通过改进传热面结构就能做到。例如，采用小直径管，翅片管或者螺纹管等代替光滑管，都可以增大单位体积的传热面积。2、增大传热系数K对于在传热过程中无相变的流体，增大流速和改变流动条件都可以增加流体的湍流程度，从而提高对流体的传热系数。此外，采用导热系数较大的流体以及传热过程中有相变的载热体，都能增大传热系数。3、增大传热平均温差△tm传热温差主要是由物料和

5、载热体的温度决定，物料温度有生产工艺决定，不能随意改变；载热体温度则与载热体种类有关。载热体种类很多，温度范围各不相同，在选择是要考虑技术上的可行性和经济上的合理性。PARTONE背景结构原理特点发展前景新型旋梯式螺旋折流板换热器1当前的螺旋折流板换热器主要采用4块扇形折流板相互对接的结构形式，使流体在壳程形成近似的螺旋状流动，这样基本上消除了传统弓形折流板换热器的流动死区和节流，特别适用于要求低压降、低污垢累积沉淀以及小诱导振动的情况，可以实现换热器长周期高效率运行。背景然而，现有的螺旋折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处会形成明显的三角区漏流，从而分流了主螺

6、旋流道的介质流量，降低了介质流速和换热器的换热性能。4块折流板组成一个螺旋周期的结构安装困难，管束圆度和同心度不易保证，管束刚度也不太好。新型旋梯式螺旋折流板换热器利用了折面板结构及直边重叠特点，该换热器只需用两块旋梯式折面折流板就能组成一个周期，定位和安装更加简单，可以保证换热器管束的圆度和同心度。2结构原理原始的扇形折流板由标准椭圆切割得到，折流板的两直边相等并与标准椭圆的短轴对称，折流板夹角大于90°且随螺旋角的不同而变化。每块折流板与壳体轴线之间的夹角相同，在换热器壳体横截面上投影角为90°。旋梯式折面折流板由一块大平板经过两次弯折后形成，其中包含3个平面板

7、（见图b），平面A和C与管束轴线垂直，平面B与平面A和C的夹角相同，称为折弯角α。折弯处到圆心距离S与圆半径R的比值为折弯度ϕ=S/R。折流板在壳体横截面的投影圆，其切割部分的高度L与圆半径R的比值称为切割百分数ω=L/R。换热器管束中折流板的安装如图2所示。扇形螺旋折流板换热器中流体在壳体外侧和中心区域，轴向速度较大，说明此区域存在明显的轴向漏流，泄漏很严重，因此削弱了换热性能。由上图可知：换热器在壳程外侧和中心区域速度较大，在折流板背面速度较小。旋梯式螺旋折流板换热器中流体的速度明显比扇形螺旋折流板换热器大。壳体外侧没有轴向流线且速度较大，说明此处流体为绕壳