换热器简介及设计ppt课件.ppt

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1、112Mio2.134换热器浙工大机械学院化机所换热设备(heattransferequipment)分类按冷热流体间热量交换方式（混合式）P171,172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。◆管式换热器以管子表面作为传热面，包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等；◆板面式换热器以板面作为传热面，包括板式换热器、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LENGQUEQI等。P222间壁式换热器套管换热器的优点是构造简单，内管能

2、耐高压，适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合间壁式换热器（稍后介绍）P223夹套空间是加热介质和冷却介质的通路。这种换热器主要用于反应过程的加热或冷却。结构简单、传热面较小，且传热系数不高P222沉浸式蛇管换热器蛇管式换热器：以蛇形管作为传热元件的换热器，分为沉浸式、喷淋式P222喷淋式蛇管换热器便于检修，传热效果较好。缺点是喷淋不易均匀P223壳管式换热器壳管式换热器管束P223,224管束固定管板式换热器P224固定管板式换热器：管子的两端分别固定在与壳体焊接的两块管板上，管束、管板与壳体成为一个不可拆的整体（清洗问题），管壁与壳壁温度不同，

3、二者线膨胀不同，又因整体是固定结构，必产生热应力，常用“膨胀节”结构进行热补偿结构简单紧凑,往往是管板兼法兰。适用于管、壳程温差不大或管、壳程温差大,但压力不高,壳程介质干净或虽结垢,但通过化学清洗能清除的场合浮头式换热器浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力消除热应力、便于清洗和检修结构复杂，内浮头密封困难,锻件多,造价较高适用于管、壳程温差大但工作压力不超过10ＭＰａ的工况P224U型管式适用于高温和高压场合，其主要不足之处是管内清洗不易，制造困难P

4、225壳管式换热器壳程流动情况理想错流+理想平行流泄漏（管-折流板间隙）+短路（管束-壳体）降低传热速率、压降折流板型式（弓形折流板、圆环形折流板、螺旋折流板等）P226折流杆换热器P234P2341、折流板一般应等距布置，尽量靠近壳程进出口接管。2、折流板最小间距应不小于壳体内直径的1/5，且不小于50mm，最大间距应不大于壳体内直径。3、折流板管孔与换热管间隙、折流板与壳体内壁间隙不能太大或太小。4、弓形折流板缺口弦高一般取（0.20-0.45）Di，通常取0.25Di。5、支持板形状与尺寸按折流板设计。折流板的布置原则DN≤500mm时，设一对旁路挡板。D

5、N=500mm~1000时，设两对旁路挡板。DN≥1000mm时，设三对旁路挡板。防短路结构每隔3~4排换热管设置一根挡管，折流板缺口处不设挡管。管挡管中间挡板一般与折流板点焊固定，其数量不宜多于4块。壳管式换热器传热系数Q——单位时间内的传热量，WhSF——管外污垢系数，W/m2-KAO——管外侧传热面积，m2TSF——管外污垢层两侧的传热温差，CQ——单位时间内的传热量，WhS——管外膜系数，W/m2-KAO——管外侧传热面积，m2TS——管外液膜两侧的传热温差，C壳管式换热器传热系数1.管外膜换热系数2.管外污垢系数3.管壁换热系数Q——单位时间内

6、的传热量，Wk——管壁导热系数，W/m-Kr——管径，mA——半径r处的传热面积，m2，A＝2rLL——管长，m(傅立叶定律)rO/dO、rI/dI——管外半/直径、管内半/直径，mTO、TI——管壁外侧、管壁内侧温度，CTW——管壁两侧的传热温差，CQ——单位时间内的传热量，WhT——管内膜系数，W/m2-KAI——管内侧传热面积，m2TT——管内液膜两侧的传热温差，C壳管式换热器传热系数Q——单位时间内的传热量，WhTF——管内污垢系数，W/m2-KAI——管内侧传热面积，m2TTF——管内污垢层两侧的传热温差，C4.管内污垢系数5.管内膜换

7、热系数壳管式换热器传热系数将上述5个热阻相加，即为总传热热阻；将5层的传热温差相加即为总传热温差：U——总传热系数，W/m2-K几点讨论热阻主要来源于间壁两侧粘滞于传热面上的流体薄层(称为边界层)，和换热器使用中在壁两侧形成的污垢层，金属壁的热阻相对较小。两个膜系数＋污垢系数如何取？（经验值/典型值/估计值）——膜系数取决于流体流速、物性、换热器几何结构；——结垢与时间、流速、温度、及其他因素有关。P226-228换热管的排列型式正三角形和转角正三角形排列，适用于壳程介质清洁，且不需要进行机械清洗的场合正方形和转角正方形排列，能够使管间形成一条直线通道，便于机械

8、清洗，一般用于易结垢流体