《化工原理》换热器设备

化工原理>>传热>换热器 换热器 按用途分类:加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器。 按冷热流体热量交换方式分类:混合式、蓄热式和间壁式 间壁式换热器的类型 1.夹套换热器 2.套管换热器 管式提费哥 3.蛇管换热器 1)沉浸式 2)喷淋式 划式蔡嘉系 k合忆 直 强化措施:可减少管外空间:容器内加搅拌器 优点:结构简单:便于耐腐蚀:管内能耐高压:管外a比沉浸式大。 缺点:冷却水喷淋不均匀影响传热效果:只能安装在室外,占地面积大 4.列管换热器 结构简单、紧凑、耐温、耐压,是用得最多的一种换热器 多管程:增大管内流体u,提高管内的a 加挡板:增大壳程流体的湍动,提 高壳程的a 流体流过折流挡板 1)固定管板式 2)浮头式

化工原理>>传热>>换热器 换热器 按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器。 按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式。 一、间壁式换热器的类型 １.夹套换热器 2 .套管换热器 3 .蛇管换热器 1)沉浸式 2) 喷淋式 强化措施：可减少管外空间；容器内加搅拌器。 优点：结构简单；便于耐腐蚀；管内能耐高压；管外 a 比沉浸式大。 缺点：冷却水喷淋不均匀影响传热效果；只能安装在室外，占地面积大。 4 .列管换热器 结构简单、紧凑、耐温、耐压，是用得最多的一种换热器。 多管程：增大管内流体 u，提高管内的 a 加挡板：增大壳程流体的湍动，提 高壳程的 a 流体流过折流挡板 1)固定管板式 2)浮头式

固定管板式(有膨节)换热器 内浮头式换热墨 特点:结构简单:但壳程检修和清洗困难特点:完全消除热应力,便于清洗检修,结 构复杂 3)U型管式 特点:结构较浮头简单:但管程不易清洗 列管换热器的选用 1.根据工艺任务,计算热负荷 2.计算ta先按单壳程多管程的计算,如果φ<0.8,应增加壳程数 3.根据经验选取K,估算A 4.确定冷热流体流经管程或壳程,选定u 由u和V估算单管程的管子根数,由管子根数和估算的A,估算管子长度, 再由系列标准选 适当型号的换热器。 5.核算K 分别计算管程和壳程的α,确定垢阻,求出K,并与估算的K进行比较。如 果相差较多,应 重新估算 6.计算A 根据计算的K和t,计算A,并与选定的换热器A相比,应有10%25%的裕 选用换热器中的有关问题 (1)流体流经管程或壳程的选择 原则:传热效果好,结构简单,清洗方便 管程:不清洁或易结垢、腐蚀性、压力高的流体 壳程:饱和蒸汽、需要冷却、粘度大或流量小的流体

特点：结构简单；但壳程检修和清洗困难 特点：完全消除热应力,便于清洗检修, 结 构复杂 3)U 型管式 特点：结构较浮头简单；但管程不易清洗。 三、列管换热器的选用 1.根据工艺任务，计算热负荷 2.计算 tm 先按单壳程多管程的计算，如果 φ<0.8，应增加壳程数； 3.根据经验选取 K，估算 A 4.确定冷热流体流经管程或壳程，选定 u 由 u 和 V 估算单管程的管子根数，由管子根数和估算的 A，估算管子长度， 再由系列标准选 适当型号的换热器。 5.核算 K 分别计算管程和壳程的 α，确定垢阻，求出 K，并与估算的 K 进行比较。如 果相差较多，应 重新估算。 6.计算 A 根据计算的 K 和 tm，计算 A，并与选定的换热器 A 相比，应有 10%~25%的裕 量。 选用换热器中的有关问题 (1)流体流经管程或壳程的选择 原则：传热效果好，结构简单，清洗方便。 管程：不清洁或易结垢、腐蚀性、压力高的流体。 壳程：饱和蒸汽、需要冷却、粘度大或流量小的流体

(2)流体u u↑→a↓K↑,←,在同Q、t下A↓,节省设备费:u↑→H↑↑,操作费 用增加 u选择是优化的过程,要避免层流流动 (3)换热器中管子的规格和排列方式。 管子的规格:F19×2mm和F25×2.5mm 管长:1.5m、2.0m、3.0m、6.0n 排列方式: 正三角形 正方形直列 正方形错列 88838 必 四、传热过程的强化途径 Q=KAL 为了增强传热效率,可采取t↑、A↑、K↑。增大ta两侧变温情况下,尽 量采用逆 流流动提高加热剂T的温度或降低冷却剂t的温度:增大A改进传热面结构来增大A 和湍动 程度:使Q↑,采用高效新型换热器增大K b 1 尽可能利用有相变的热载体α大减小金属壁、污垢及两侧流体热阻中较大 者的热阻提高a的 方法(无相变):增大流速 管内加扰流元件 变传热面形状和增 加粗糙度 五、新型的换热器 1.平板式换热器 优点:传热效率高,K大:结构紧凑 操作 灵活,安装检修方便。 缺点:耐温、耐压差;易渗漏,处理量

(2)流体 u u↑→α↓K↑，←，在同 Q、tm 下 A↓，节省设备费；u↑→Hf↑↑，操作费 用增加； u 选择是优化的过程，要避免层流流动。 (3)换热器中管子的规格和排列方式。 管子的规格：F19×2mm 和 F25×2.5mm 管长：1.5m、2.0m、3.0m、6.0m 排列方式： 正三角形 正方形直列 正方形错列 四、传热过程的强化途径 为了增强传热效率，可采取 tm↑、A↑、K↑。增大 tm 两侧变温情况下，尽 量采用逆 流流动提高加热剂 T1 的温度或降低冷却剂 t1 的温度；增大 A 改进传热面结构来增大 A 和湍动 程度；使 Q↑，采用高效新型换热器增大 K 尽可能利用有相变的热载体 α 大减小金属壁、污垢及两侧流体热阻中较大 者的热阻提高 α 的 方法(无相变)：增大流速 管内加扰流元件 改变传热面形状和增 加粗糙度 五、新型的换热器 1 .平板式换热器 优点：传热效率高，K 大；结构紧凑， 操作 灵活，安装检修方便。 缺点：耐温、耐压差；易渗漏，处理量 小

2.螺旋板式换热器 螺旋板式换热器 优点:传热效率高:不易堵塞:结构紧凑,成本较低 缺点:压力、温度不能太高:难以维修。 3.翅片管换热器 特点:增加A,增强管外流体的湍流来提高α。 灵活,安装检修方便 管外加翅片,大大改善了空气侧的传热效果

2. 螺旋板式换热器 优点：传热效率高；不易堵塞；结构紧凑，成本较低。 缺点：压力、温度不能太高；难以维修。 3. 翅片管换热器 特点：增加 A，增强管外流体的湍流来提高 α。 灵活，安装检修方便。 管外加翅片，大大改善了空气侧的传热效果