化工原理（上册） 教学课件 作者 钟理伍钦马四朋 主编 上册( 第2 4章) 第四章 第四章 传热（ 第七次课） new.pptVIP

尚辅网 尚辅网 单程列管式换热器 单程列管式换热器 浮头式换热器 U型管式换热器 结构特点：由两张间隔一定的平行薄金属板卷制而成，在其内部形成两个同心的螺旋形通道。 优点：传热系数高 、不易结垢和堵塞、能利用温度较低的热源、结构紧凑。 缺点：操作压力和温度不太高、不易检修。 结构：由一组长方形的薄金属板平行排列，夹紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边缘衬有垫片，压紧后板间形成密封流体通道，板片通常压制成凹凸的波纹状 优点：传热系数大、结构紧凑、具有可拆结构。 缺点：操作压力和温度不太高。 例 如当流体在圆形管内作强制湍流时 流体通道的选择 冷却介质或加热介质终温的选择 管子的规格和排列方法 折流挡板 管程和壳程数 流体通过换热器的阻力损失 一、填空选择题 (1) 在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 侧的对流传热系数，而壁温接近于 侧流体的温度值。 (2) 热传导的基本定律是 。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻 （大、小）一侧的?值。间壁换热器管壁温度tW接近于?值 （大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈 （大、小），其两侧的温差愈 （大、小）。 (3)由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈 ，其两侧的温差愈 。 (1) 空气 、 饱和水蒸汽 。 (2) 傅立叶定律 ； 大 ； 大 ； 大 ； 大 。 (3) 小 ； 小 。 膨胀节 、 采用浮头式 或 U管式结构 ； 增加面积，增强流体的湍动程度以提高传热系数 。 (5) R1 R2 R3；Q1 = Q2 = Q3。 （6）＿B＿。 （7）＿B＿。 尚辅网 解：忽略管壁热阻，并假设壁温为 当壁很薄时，根据壁两侧的对流传热方程式可得： 则 2.同理 则 由此可知，壁温总是比较接近热阻小的那一侧流体的温度。 尚辅网 流量为2000kg/h的某气体在列管式换热器的管程流过，温度由150℃降至80℃；壳程冷却用水，进口温度为15℃，出口温度为65℃，与气体作逆流流动，两者均处于湍流。已知气体侧的对流传热膜系数远小于冷却水侧的对流传热膜系数，管壁热阻、污垢热阻和热损失均可忽略不计，气体平均比热为1.02kJ/kg·℃，水的比热为4.17kJ/kg·℃，不计温度变化对比热的影响，试求：（1）冷却水用量；（2）如冷却水进口温度上升为20℃，仍用原设备达到相同的气体冷却程度，此时对数平均温差为多少？（3）此时的出口水温将为多少？（4）此时的冷却水用量为多少？ 尚辅网 解：（1）冷却水用量： （2） 原情况 (1） (2) 因 新情况 （2） 尚辅网 因 ， 换热器与气体的情况未变， 则 故 则 2， 则 用算术平均值合适） 尚辅网 对新情况下的热量进行衡算， 故 为防止壳体和管束受热膨胀不同导致的设备变形、管子扭弯或松脱， 波纹状的目的：增加湍动程度，增加传热面积。 加在传热系数小的一侧加翅片可以强化传热。 * * 尚辅网 尚辅网 尚辅网 尚辅网 尚辅网 常用的热补偿的方法，主要有以下几种： 浮头补偿：换热器两端管板之一不固定在外壳上（此端称为浮头），当管子受热或受冷时，连同浮头一起自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。 补偿圈补偿：在外壳上焊上一个补偿圈。当外壳和管子热胀冷缩时，补偿圈发生弹性形变，达到补偿的目的。 U形管补偿：将管子两端都固定在同一管板上，每根管子可以自由伸缩，与其他管子和外壳无关。 尚辅网 管程不易清理 结构比浮头式简单、消除了热应力的影响 U型管式换热器每根管子都弯成U型 U型管式 结构比较复杂，造价较高 消除了热应力影响、易清洗和检修 有一端管板不与外壳连为一体，可以沿轴向自由浮动 浮头式 当两流体温差较大时，应考虑热补偿 结构简单、成本低 两端管板和壳体制成一体 固定管板式 关注点 优点 结构特点 换热器形式 尚辅网 隔板 挡板 管束 壳体 尚辅网 6.2.2 板式换热器 螺旋板式换热器 尚辅网 平板式换热器 螺旋板式和平板式换热器均属高效、紧凑式换热器。一般都不能耐高温高压。 尚辅网 尚辅网 尚辅网