浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第五章 传热过程计算与换热器 §5.3 间壁式换热器

幻灯片4目录 第五章传热过程计算与换热器 §53间壁式换热器 §5.3.1列管式换热器(管壳式换热器) §532其它类型的换热器 §5.3.3传热过程的强化 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 1/16

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 1/16 第五章 传热过程计算与换热器 幻灯片4目录 §5.3 间壁式换热器 §5.3.1列管式换热器（管壳式换热器） §5.3.2其它类型的换热器 §5.3.3传热过程的强化

§53间壁式换热器 管壳式换热器是一种传统的、应用最广泛的热交换设备。 由于它结构坚固,且能选用多种材料制造,故适应性极强, 尤其在高温、高压和大型装置中得到普遍应用。 按结构分为∫管式:套管式、列管式、蛇管式、热管等 板式:螺旋板式等 加热器 冷却器 按用途分为冷凝器 蒸发器 再沸器 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 2/16

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 2/16    板式：螺旋板式等 管式 套管式、列管式、蛇管 式、热管等 按结构分为 :     再沸器 蒸发器 冷凝器 冷却器 加热器 按用途分为 §5.3 间壁式换热器 管壳式换热器是一种传统的、应用最广泛的热交换设备。 由于它结构坚固，且能选用多种材料制造，故适应性极强， 尤其在高温、高压和大型装置中得到普遍应用

§5.3.1列管式换热器(管壳式换热器) 、构造 壳体、管板、管束、顶盖(封头)、挡板 ∫横向 纵向

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 3/16 壳体、管板、管束、顶盖（封头）、挡板   纵向 横向 §5.3.1列管式换热器（管壳式换热器） 一、构造

§5.3.1列管式换热器(管壳式换热器) 构造 横向 壳体、管板、管束、顶盖(封头)、挡 纵向

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 4/16 壳体、管板、管束、顶盖（封头）、挡板   纵向 横向 §5.3.1列管式换热器（管壳式换热器） 一、构造

§5.3.1列管式换热器(管壳式换热器) 温度补偿问题: 温差在50℃C以上时,要考虑温度补偿问题 思考: 如何判断壁温t、T接近 to(环境) 哪一个温度?T、tort? 领S T-T 列管式 浙江大子1生课程2 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 5/16

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 5/16 温度补偿问题： T1 t0（环境） Tw T t1 t2 T2 列管式 t tw A T T A T t Q w w 0 1 0 1 1      损  §5.3.1列管式换热器（管壳式换热器） 思考： 如何判断壁温tw、Tw接近 哪一个温度？T、t or t0？ 温差在50℃以上时，要考虑温度补偿问题 A t t A T t Q w w 1 2 1 1      

温度补偿问题: 补偿圈补偿--固定管板式换热器 换热器两端管板和壳体是连为一体的。 其特点是结构简单、制造成本低,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。 当壳体和管子之间的温差较大(60~70°c)且壳体承受压 力不太高时,可采用补偿圈(又称膨胀节)

温度补偿问题： 换热器两端管板和壳体是连为一体的。 其特点是结构简单、制造成本低，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。 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）。 补偿圈补偿-----固定管板式换热器

温度补偿问题: 浮头补偿一浮头式换热器 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。 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。 U型管补偿-U型管式换热器 用于壳体与管子间温差大的场合,但管内清洗比较困难。 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 7/16

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 7/16 温度补偿问题： 浮头补偿------浮头式换热器 U型管补偿------U型管式换热器 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。 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。 用于壳体与管子间温差大的场合，但管内清洗比较困难

§5.3.1列管式换热器(管壳式换热器) 用、设计原则 已知:换热仼务(一种流体的进、出口温度、流量) 设计内容: 冷却剂或加热剂的选定 常用的冷却剂有:水、空气、液氨等 常用的加热剂有:水蒸汽、热空气、烟道气、热油、联苯混合物等 冷、热流体的走向: 般原则: ①不洁净的或易结垢的流体—易于清洗侧 ②腐蚀性流体 管程 ③压力高的—管程 ④温度远高于环境的或远低于环境的流体-——管程 ⑤蒸汽--(便于排放冷凝液及不凝性气体)壳程 ⑥粘度大的或流量较小的流体一壳程 管径 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 8/16

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 8/16 已知：换热任务（一种流体的进、出口温度、流量） 设计内容：  冷却剂或加热剂的选定：  冷、热流体的走向：  管径、管长、管数 常用的冷却剂有：水、空气、液氨等 常用的加热剂有：水蒸汽、热空气、烟道气、热油、联苯混合物等 一般原则： ①不洁净的或易结垢的流体----- ②腐蚀性流体------ ③压力高的---- ④温度远高于环境的或远低于环境的流体----- ⑤蒸汽---- ⑥粘度大的或流量较小的流体---- 易于清洗侧 管程 管程 管程 （便于排放冷凝液及不凝性气体）壳程 壳程 §5.3.1列管式换热器（管壳式换热器） 二、选用、设计原则

§5.3.1列管式换热器(管壳式换热器) 设计方法及步骤: 根据换热任务,选定一些参数,如流速、K等 试算A 校核K、A 初选换热器型号及规格 浙江大学本科生课程 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 9/16

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 9/16 根据换热任务，选定一些参数，如流速、K 等 试算 A 校核 K、A 初选换热器型号及规格 设计方法及步骤： §5.3.1列管式换热器（管壳式换热器）

§532其它类型的换热器 强化管式换热器: 翅片管式--横向传热面积大,传热效率高,总传热系数 为光管的四至八倍。 化工原理 第五章传热过程计算与换热器 10/16

浙江大学本科生课程 化工原理 第五章 传热过程计算与换热器 10/16 强化管式换热器： 翅片管式------横向传热面积大，传热效率高，总传热系数 为光管的四至八倍。 §5.3.2其它类型的换热器