传热—换热器.

2020/1/7第三章传热一、换热器的分类二、间壁式换热器三、传热的强化途径换热器及强化传热2020/1/71、按用途分加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。预热器：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。过热器：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。再沸器：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。冷凝器：用于冷凝饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。一、换热器的分类2020/1/72、按传热原理和实现热交换的方法分直接接触式换热器(混和式换热器)冷、热流体直接接触，相互混和传递热量。特点：结构简单，传热效率高。适于冷、热流体允许混和的场合热流体冷流体2020/1/7蓄热式换热器借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。特点：结构简单，可耐高温，体积庞大，不能完全避免两种流体的混和。适于高温气体热量的回收或冷却热流体热流体冷流体冷流体2020/1/7间壁式换热器冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。形式多样，应用广泛。适于冷、热流体不允许混和的场合换热面型式的不同管式：通过管子壁面进行传热板式：通过板面进行传热特殊形式：根据工艺特殊要求而设计2020/1/71、管式换热器1)沉浸式换热器优点：结构简单、价格低廉，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造。缺点：容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小。二、间壁式换热器的基本型式2020/1/7强化措施：减少管外空间；容器内加搅拌器。沉浸式蛇管换热器2020/1/72020/1/72020/1/72)喷淋式换热器喷淋式换热器也为蛇管式换热器，多用作冷却器。优点：管外对流传热系数较大；和沉浸式相比，传热效果要好得多；便于检修和清洗。缺点：只能安装在室外，占地面积大；喷淋不易均匀。2020/1/7播放2020/1/73)套管式换热器优点：适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，可逆流，对传热有利。构造较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便。缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消耗的金属量大。适用于流量不大，所需传热面积不多，而要求压强较高的场合。播放2020/1/72020/1/74)列管式换热器构造：壳体、管板、管束、顶盖(封头)、挡板2020/1/7壳体、管板、管束、顶盖(封头)、挡板2020/1/7•优点：单位体积所具有的传热面积大；结构紧凑、紧固；传热效果好；能用多种材料制造，适用性较强；操作弹性较大。•缺点：传热效率、设备的紧凑性、单位传热面积的金属消耗量等方面，还稍逊于各种板式换热器。挡板的种类（1）圆缺形；（2）弓形；（2）圆环形挡板的影响：切口高度和间距2020/1/7当两流体的温差超过50℃时，就应采用热补偿的措施。根据热补偿方法的不同，列管式换热器分为以下几种主要形式：补偿圈补偿-----固定管板式换热器浮头补偿-----浮头式换热器U型管补偿-----U型管式换热器2020/1/7固定管板式换热器换热器两端管板和壳体是连为一体的。当壳体和管子之间的温差较大(60~70℃)且壳体承受压力不太高时，可采用补偿圈(又称膨胀节)。特点：结构简单、制造成本低，壳程清洗和检修困难。适用于壳体和管束温差小、管外物料比较清洁、不易结垢的场合。2020/1/7控制演示2020/1/7浮头式换热器一端管板用法兰与壳体连接固定，另一端在壳体中自由伸缩，整个管束可以由壳体中拆卸出来。特点：清洗和检修容易。结构比较复杂，造价较高。应用较为普遍。适用于壳体与管束间温差大且需经常进行管内外清洗的场合。2020/1/7外浮头热塞式换热器控制演示2020/1/7U型管式换热器它是将每根管子都弯成U型状，两端固定在同一管板的两侧，管板用隔板分成两室。特点：结构简单，但管程不易清洗；而且因管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率低。适用于高温高压的场合。2020/1/7播放控制演示2020/1/72、板式换热器1)夹套式换热器播放2020/1/72)平板式换热器2020/1/7结构特点（1）主要由一组长方形的薄金属板平行排列构成，用框架夹紧组装在支架上；（2）相邻流体板的边缘用垫片压紧，起到密封作用；（3）四角有圆孔形成流体通道，冷热流体在板片两侧交替流过，通过板片换热。（4）板上压成多种形状的波纹，增加刚性，提高湍动程度；增加传热面积，易于液体平均分布；结构演示2020/1/7•优点：结构紧凑、传热面积大、总传热系数高；检修和清洗容易；可根据需要增加或减少板数以调节传热面积。•缺点：易渗漏；处理量不大；操作压力低；受垫片耐热性能的限制，操作温度不能太高。流动演示2020/1/73)螺旋板式换热器播放2020/1/72020/1/74)板翅式换热器播放2020/1/73、特殊型式的换热器播放