换热器是将热流体的部份热量通报给冷流体的摆设,即在一个大的密闭容器内装上水或其余介质,而在容器内有管道穿过。让开水从管道内流过。
由于管道内开水和容器内冷开水的温度差,会构成热相易,也即是初中物理的热均衡,高温物体的热量老是向低温物体通报,如许就把管道里水的热量相易给了容器内的冷水,换热器又称热相易器。
换热器的分类与组织换热器按用处分类也许分为:
冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸气产生器、废热(或余热)汽锅。
按换热方法也许分为:
直接来往式换热器(又叫搀和式换热器)、蓄热式换热器和间壁式换热器。
上面紧要引见一下按换热方法分类的换热器:
1)直接来往式换热器
直接来往式相易器是仰仗冷、热流体直接来往而停止传热的,这类传热方法防备了传热间壁及其双侧的污垢热阻,只需流体间的来往情形卓越,就有较大的传热速度。
故凡许可流体彼此搀和的处所,均也许采取搀和式热相易器,比如气体的清洗与冷却、轮回水的冷却、汽-水之间的搀和加热、蒸汽的冷凝等等。它的运用遍布化工和冶金企业、动力工程、空气调理工程以及别的很多临盆部门。
罕用的搀和式换热器有:冷却塔、气体清洗塔、喷发式换热器和搀和式冷凝器。
2)蓄热式换热器
蓄热式换热器用于停止蓄热式换热的摆设。内装固体填充物,用以贮蓄热量。
时时用耐火砖等砌成火格子(偶尔用金属波形带等)。
换热分两个阶段停止。
第一阶段,热气体经过分格子,将热量传给火格子而贮蓄起来。
第二阶段,凉气体经过分格子,接收火格子所积贮的热量而被加热。
这两个阶段瓜代停止。通罕用两个蓄热器瓜代欺诈,即当热气体投入一器时,凉气体投入另一器。罕用于冶金产业,如炼钢平炉的蓄热室。
也用于化学产业,如煤气炉中的空气预热器或焚烧室,人工火油厂中的蓄热式裂化炉。
3)间壁式换热器
此类换热器中,冷热俩流体间用一金属离隔,以便俩种流体不相搀和而停止热量通报。
在化工临盆中冷热流体时时不能直接来往,故而间壁式换热器是最罕用的一种换热器。
上面紧要引见一下间壁式换热器的分类:
a)夹套式换热器
由容器外壁安置夹套制成。(如图所示)
这类换热器是在容器外壁安置夹套制成,组织简明;但其加热面受容器壁面束缚,传热系数也不高。
为提升传热系数且使釜内液体受热平均,可在釜内安置搅拌器。
当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中配置螺旋隔板或别的增添湍动的举措,以提升夹套一侧的给热系数。
为增添传热面的不够,也可在釜内部安置蛇管。
夹套式换热器遍及用于反映进程的加热和冷却。
b)蛇管式换热器
蛇管式换热器又分为沉溺式蛇管换热器和喷淋式蛇管换热器。
沉溺式蛇管换热器如图所示
蛇管多以金属管弯绕成百般与容器相适应的形态,并沉溺在容器内的液体中。
其好处是:组织简明,能担当高压,可用耐侵蚀材料创造。
毛病:容器内液体湍动水平低,管外给热系数小。
喷淋式蛇管换热器如图所示
将换热管成排地不变在钢架上。
热流体在管内震动,冷却水在安装上方平均淋下。
好处:热流体在管内震动,冷却水在安装上方平均淋下。传热系数大,故喷淋式换热器传热成就优于沉溺式蛇管换热器。
然而期要在露天安放,占名望置大况且水简明溅到范畴处境,欺诈起来不便利。
c)套管式换热器
(如图所示)由套管式换热器是由直径不同的直管理成的齐心套管,并用U形弯头毗连而成。
由于管内管外流体流速较大。冷、热流体也许做纯逆流,故而其传热系数大,传热成就好。罕用的水伴热即是一种浅近的套管式换热器。
d)管壳式换热器
管壳式(又称列管式)换热器是最典范的间壁式换热器,它在产业上的运用有着久远的史籍,况且于今仍在统统换热器中占领主宰名望。
管壳式换热器紧要有壳体、管教、管板和封甲等部份构成,壳体多呈圆形,内部装有平行管教,管教两头不变于管板上。
在管壳换热器内停止换热的两种流体,一种在管内震动,其路程称为管程;一种在管外震动,其路程称为壳程。管教的壁面即为传热面。
为提升管外流体给热系数,时常在壳体内安置必要命量的横向折流档板。
折流档板不光可防备流体短路,增添流体速度,还迫使流体按规矩途径屡屡错流经过管教,使湍动水平大为增添。罕用的档板有圆缺形和圆盘形两种(如下图所示),前者运用更为遍及。
流体在管内每经过管教一次称为一个管程,每经过壳体一次称为一个壳程。
为提升管内流体的速度,可在两头封头内配置合适隔板,将集体管子平衡隔离成几许组。
如许,流体可屡屡只经过部份管子而往来管教屡屡,称为多管程。
一样,为提升管外流速,可在壳体内安置纵向档板使流体屡屡经过壳体空间,称多壳程。
在管壳式换热器内,由于管表里流体温度不同,壳体和管教的温度也不同。如两者温差很大,换热器内部将涌现很大的热应力,或许使管子委曲,断裂或从管板上松脱。
因而,当管教和壳体温度差超越50℃时,应选取合适的温差弥补举措,消除或减小热应力。
弥补法子:
在壳体上附有膨胀圈或许采取U形管换热器和浮头式换热器。
?不变管板式换热器
当冷热流体温差不大时,可采取不变管板式换热器。
它组织简明成本低,但洗刷难题,不合用于易结垢的流体和温差较大的流体。
即使温差不是很大,可采取带有弥补圈的不变管板式换热器。
下图为带有弥补圈的不变管板式换热器。
?浮头式换热器
如上图所示为浮头式换热器,它两头的管板一端可沿轴向解放浮动,进而消除热应力。
况且一切管教可从壳体中抽出,便于洗刷和检验。
然而组织繁杂,造价较高。产业上时时都欺诈这类换热器。
?U形管换热器
如上图为U形管换热器,U形管换热器的每根换热管都弯成U形,相差口离别安置在统一管板的双侧,封头以隔板分红两室。每根管可解放伸缩,与外壳无关。
进而消除热应力,其组织比浮头式换热器简明。
但管程不易洗刷,欺诈有很大的限制性只合用于清洁流体。
e)板式换热器
板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成,用框架将板片夹紧组装于支架上。
两个相邻板片的边际衬以垫片(百般橡胶或收缩石棉等制成)压紧,板片四角有圆孔,构成流体的通道。
板式换热器和管壳式换热器的差别:
a.传热系数高
由于不同的涟漪板彼此颠倒,构成繁杂的流道,使流体在涟漪板间流道内呈转动三维震动,能在较低的雷诺数(时时Re=50~)下构成紊流,以是传热系数高,时时觉得是管壳式的3~5倍。
b.对数平衡温差大,末了温差小
在管壳式换热器中,两种流体离别在管程和壳程内震动,整体上是错流震动,对数平衡温差修改系数小,而板式换热器多是并流或逆流震动方法,其修改系数也时常在0.95左右,别的,冷、热流体在板式换热器内的震动平行于换热面、无旁流,因而使得板式换热器的末了温差小,对水换热可低于1℃,而管壳式换热器时时为5℃.
c.占大地积小
板式换热器组织紧凑,单元体积内的换热面积为管壳式的2~5倍,也不像管壳式那样要预留抽出管教的检验处所,因而完成一样的换热量,板式换热器占大地积约为管壳式换热器的1/5~1/8。
d.简明转变幻热面积或过程组合
只需增添或淘汰几张板,便可抵达增添或淘汰换热面积的目标;转变板片枚举或调换几张板片,便可抵达所请求的过程组合,适应新的换热工况,而管壳式换热器的传热面积险些不行能增添
e.分量轻
板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm,而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm,管壳式的壳体比板式换热器的框架重很多,板式换热器时时惟有管壳式分量的1/5左右。
f.价钱低
采取雷同材料,在雷同换热面积下,板式换热器价钱比管壳式约低40%~60%。
g.制做便利
板式换热器的传热板是采取冲压加工,准则化水平高,并可巨额临盆,管壳式换热器时时采取手工制做。
h.简明洗刷
框架势板式换热器只需松动压紧螺栓,便可松开板束,脱掉板片停止呆板洗刷,这对需求时时洗刷摆设的换热进程极端便利。
i.热损失小
板式换热器惟有传热板的外壳板败露在大气中,因而散热损失也许粗心不计,也不需求保温举措。而管壳式换热器热损失大,需求隔热层。
j.容量较小
是管壳式换热器的10%~20%。i.单元长度的压力损失大由于传热面之间的空隙较小,传热面上有坎坷,因而比保守的滑腻管的压力损失大。
k.不易结垢
由于内部充足湍动,以是不易结垢,其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10.k.办事压力不宜过大,介质温度不宜太高,有或许揭发板式换热器采取密封垫密封,办事压力时时不宜超越2.5MPa,介质温度应在低于℃如下,不然有或许揭发。
l.易阻塞
由于板片间通道很窄,时时惟有2~5mm,当换热介质含有较大颗粒或纤维物资时,简明阻塞板间通道。
换热器型号的鉴别-END-
体例泉源:煤化工知库,
由化工编纂整治。
编纂:糖果儿
查核:小皇冠
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