第4章 传热46换热器.doc

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1、一、教学课题：第四章传热第六节换热器二、教学目的：通过学习，使同学们1、理解列管式换热器的结构、特点、工艺计算及选型2、了解其他类型换热器的结构和特点3、掌握强化传热的途径三、课时：2h，第25次第17周12.24日星期二C25、C26（1、2节）四、课型：新课五、教具：白板笔、多媒体、激光笔六、教学重点：列管式换热器的结构、特点、工艺计算及选型，强化传热的途径教学难点：强化传热的途径七、教学方法和手段：主要以讲授为主，图表教学为辅八、主要内容：同学们好！上节课我们学习第四章一到四节的传热的相关知识，课程较难，公式较多，请同学们回顾下与复习下之前我们所学的主要知识点：v1、热传导v2

2、、热对流v3、间壁式传热过程v4、传热总速率方程今天我们学习传热的第六节工业换热器的类型，首先我们了解下换热器类型。◆换热器：用于热量交换的设备。◆载热体：参与换热的两种流体。热载热体（热流体）：加热剂（水蒸载热体汽）冷载热体（冷流体）：冷却剂（水、冷冻盐水、空气）1.间壁式：冷热流体通过间壁传递热量；特点：两种流体不直接混合，保持原状态；2.混合式：冷热两种流体直接混合；特点：传热速度快；适用于：废热回收；3.蓄热式4.中间载热体式换热器：热管；分类:①按用途：加热器、冷却器、冷凝器、再沸器、蒸发器②按传热特征直接接触式：冷、热流体直接混合蓄热式：冷流体热流体热流体冷流体蓄热式换热

3、器示意图间壁式：冷、热两流体由金属壁隔开，不直接接触一、间壁式换热器的类型1、夹套式换热器◎结构及用途：在容器外壁安装夹套制成。主要用于反应过程的加热或冷却。◎优点：结构简单◎缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。为提高传热系数，可在釜内安装搅拌器。2、沉浸式蛇管换热器◎结构：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，因此管外流体的对流传热系数较小。为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。3、喷淋式换热器结构：将蛇管成排地固定于钢架上，被冷却的流体在管内流动，冷却水由管

4、上方的喷淋装置中均匀淋下，故又称喷淋式冷却器。优点：传热推动力大，传热效果好，便于检修和清洗◎缺点：喷淋不易均匀4、套管式换热器◎结构：将两种直径大小不同的直管装成同心套管，并可用U形肘管把管段串联起来，每一段直管称作一程。优点：进行热交换时使一种流体在内管流过，另一种则在套管间的环隙中通过。流速高，传热系数大，逆流流动，平均温差最大，结构简单，能承受高压，应用方便。◎缺点：介质流量较小，热负荷不大5、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，应用广泛。◎优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹

5、性大，大型装置中普遍采用。常见的类型有：固定板式换热器、U形管换热器、浮头式换热器。（1）列管式换热器的结构结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。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。单程：流体在管内每通过管束一次——一管程流体在管外每通过壳体一次——一壳程多程：◆多管程：封头内设置分程隔板，单管程→多管程◆多壳程：相当于单壳程串联，传热面积增大折流挡板作用：提高壳程流体湍动程度(Re>100湍流),增大α0，强化传热。冲刷沉积物，减小污垢热阻；对壳体起支撑作用。代价：壳体阻力↑，系统动力消耗↑常用形式：弓形、圆盘形（2）分

6、类及特点管、壳温度不同，产生热应力，当Δt＞50℃时，管弯曲、断裂或管板变形，为此，采用各种补偿办法消除或减小热应力。根据所采取的温差补偿措施，列管式换热器可分为：固定管板式——安装膨胀节U形管式——本身具有补偿能力浮头式——本身具有补偿能力a）固定管板式换热器特点：结构简单，成本低，可能产生较大的热应力，壳程不易机械清洗；适用：壳程流体不易结垢或容易化学清洗，壳体与传热管壁温度之差小于50°C，否则加膨胀节。b）U形管换热器特点：具有温度补偿作用，管程不易清洗。适用：可用于高温高压，适用于管程为洁净而不易结垢的流体。c）浮头式换热器特点：消除了温差应力、便于清洗和检修；结构复杂、成

7、本高，但应用广泛。6、其他类型换热器（1）各种板式换热器优点：传热系数大、结构紧凑、操作灵活性大、金属材料消耗量低、加工容易、检修清洗方便。缺点：允许操作压力比较低、操作温度不能太高、处理量不大。（2）热管换热器优点：传热能力大、应用范围广、结构简单、工作可靠适用：尤其适用于某些等温性要求较高的场合二、列管式换热器的设计和选用要求：根据生产任务设计或选择合适的换热器(计算传热面积，确定管、壳程数，管规格、管排布等）1、列管式换热器设计和选用应考虑的问题(1