2.7换热器.ppt

管壳式换热器的选用和设计计算步骤 明确换热任务，计算需要换热面积及其它参数。以热流体冷却为例说明。 任务与条件：流量qm1,进出口温度T1、T2，冷却剂温度t1,出口温度选定为t2,传热基本方程变为： 当Q和Δtm逆已知时，要求A，必须先知道K和Ψ，而这两个数又由A和换热器结构形式决定。所以要用试差的方法求解。其步骤如下： 管壳式换热器的选用和设计计算步骤（续） 1）初步选定换热器的尺寸规格（三项工作） ①初步选定流动方式，由给定温度计算温度差修正系数Ψ，该值应大于0.8，否则从头再来。 ②根据经验(或由表2-5)估计传热系数K估，计算传热面积A估 ③根据A估值，参照系列标准选定换热管直径、长度及排列；如果是选用，可根据A估在系列标准中选择适当的换热器型号。 管壳式换热器的选用和设计计算步骤（续） 2）计算管程的压降和给热系数（两项工作） ①参考表2-6、表2-7选定流速，确定管程数目，计算管程压降Δpt。若管程允许压降Δp允已有规定，可以直接选定管程数目，计算Δpt。若ΔptΔp允必须调整管程数目重新计算。管路压降即以单位体积为基准的管路阻力损失。 ②计算管内αi,如αiK估则应改变管程数重新计算。如果改变管程数不能满足ΔptΔp允、αiK估的要求，则应重新估计K估值，另选一换热器型号进行计试算。 2.7 换热器 2.7.1 间壁式换热器的类型 2.7 换热器 2.7.2 管壳式换热器的设计和使用 2.7 换热器 2.7.3 换热器的强化和其它类型 2.7 换热器 2.7.4 换热器的性能比较及日常维护 2.7 换热器 各行各业都在使用各式各样的换热器，分成间壁式、混合式和蓄热式三种，而间壁式使用最广泛。 2.7.1 间壁式换热器的类型 包括夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、喷淋式换热器、套管式换热器、管壳式换热器等。 夹套式换热器 结构简单，但传热面积小，传热效率低。 为提高传热效果，可在釜内安装搅拌器、蛇管。 录像 广泛用于反应过程的加热、冷却。 夹套式换热器 夹套式换热器 1-釜；2-夹套；3-蒸汽进口； 4-冷凝水出口；5-冷凝水排除器 沉浸式蛇管换热器、喷淋式(蛇管)换热器 喷淋式换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋而下，故也称为喷淋式冷却器。 蛇管换热器是将金属管弯绕成一定形状放入容器的液体中。 蛇管换热器特点：能承受高压，可做成各种形状以适应容器；但管外给热系数低，为此一般需要加搅拌装置。 蛇管形状 喷淋式换热器 1-直管；2-U形管；3-水槽 录像 喷淋式特点： 管外湍动程度较高，给热系数比沉浸式增大很多，因放置于空气流通之处，冷却水的蒸发也可带走部分热量，可起到降低冷却水温度、增大传热推动力的作用。 喷淋式换热器换热效果比沉浸式大有改善。 优点： 结构简单，能承受高压，传热系数大，应用方便。 缺点： 结构不紧凑，金属消耗大。 录像 套管式换热器。 广泛应用于超高压生产过程，适用于换热量不大的情况。如聚乙烯生产过程压力达到3000大气压。 套管式换热器 1-内管；2-外管；3-U形管 管壳式换热器（又称：列管式换热器） 主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成。（多管程、壳程） 根据所采取的温差补偿措施， 换热器可分为以下几种型式：固定管板式、浮头式、U形管式 录像 固定管板式换热器 流体在壳内的折流 管壳式换热器的几个概念 折流挡板、管子排列方式： 折流挡板：为改变管外流体流动方向而设置的挡板。分为：圆缺形、圆盘形。 折流挡板用途：防止短路，增加流速、迫使其按规定路径多次错流通过管束，增大湍动程度。 图2-21是两壳程四管程的换热器，叫做2-4型换热器。 问：该图中的折流挡板是什么形的？ 管程：流体在管内流动折返的次数。 壳程：液体在管外流动折返的次数。 两壳程四管程的浮头式换热器 （2-4型换热器） 在管壳式换热器内，由于管内外流体温度不同，壳体与管束的温度也不相同。若两者温差很大，换热器内应力会很大，可能使管子弯曲、断裂或从板上松脱。因此，当管束和壳体温度差超过50℃时，应采取适当的温差补偿措施，消除或减小热应力。 根据采取的措施不同，换热器分为如下几种形式： ①固定板式；②浮头式换热器；③U型管式换热器。 当冷、热流体温差不大时，可采用固定管板，即两端管板与壳体制成一体的结构型式。其结构简单、成本低，但壳程清洗困难，要求管外流体必须是清洁且不易结垢的。当温差稍大而壳体内压力又不太高时，可在壳体壁上安装膨胀节以减小热应力。 ①固定板式 图2-18就是一个固定板式换热器。 换热器中两端的管板有一端可以沿轴向自由浮动，该结构不但完全消除了热应力，而且整个管束可从壳体中抽出，便于清洗、检修。该结构应用较广。 ②浮头式换热器 图2-2