5.6 换热器.ppt

换热管与壳体不会产生温差应力； 固定端的管板是以法兰与壳体相连接的，所以管束可以从壳体内抽出，便于清洗。 管束可以自由伸缩，换热管与壳体不会产生温差应力； 管束可以从壳体内抽出，管间清洗方便。 1、平板式换热器 传热效率高，水对水的总传热系数可达2000?3000 W/(m2?℃)； 由于流速较高，又有惯性力心力的作用，流体中悬浮物不易沉积下来，故不易结垢和堵塞； 由于流体的流程长和两流体可进行完全逆流，故可在较小的温差下操作，能充分利用低温热源； 结构紧凑，单位体积换热面积约为管壳式换热器的3倍。 热管换热器 热棒实验 第五章 传 热 5.6 换热器 5.6.1 间壁式换热器的结构形式 5.6.2 换热器传热过程的强化 在设备投资及输送功耗一定的条件下，获得较大的传热量，从而增大设备容量，提高劳动生产率；在设备容量不变的情况下使其结构更加紧凑，减少占地空间，节约材料，降低成本；在某种特定技术过程使某些工艺特殊要求得以实施等。 强化传热 力求使换热器在单位时间内、单位传热面积传递的热量尽可能增多。 强化传热的意义 概述 强化传热的途径 概述 增大 均可增加 ，以强化传热。 一、增大传热面积 改进传热面的结构来提高单位体积的传热面积，而非靠增大换热器的尺寸。如： （1）翅化面（肋化面） （2）异形表面 （3）多孔物质结构 （5）采用小直径管 二、增大平均温度差 提高加热介质温度或降低冷却介质的温度 采用逆流操作 增加管壳式换热器的壳程数 三、增大总传热系数 减少热阻的主要方法有： （1）提高流体的速度 （2）加大流体的扰动 （3）采用短管换热器 （4）防止结垢和及时除垢 第五章 传 热 5.6 换热器 5.6.1 间壁式换热器的结构形式 5.6.2 换热器传热过程的强化 5.6.3 传热过程强化效果的评价 传热强化 流动阻力增大 综合考虑 通常是在输送功率相等的前提下，比较传热系数的变化 表明强化有效。 传热过程强化效果的评价 第五章 传 热 5.6 换热器 5.6.1 间壁式换热器的结构形式 5.6.2 换热器传热过程的强化 5.6.3 传热过程强化效果的评价 5.6.4 管壳式换热器的设计和选型 一、换热器设计的基本原则 1.流体流径的选择（以固定管板式换热器为例） ①不洁净和易结垢的流体宜走管程，因为管程清洗比较方便。 ②腐蚀性的流体宜走管程，以免管子和壳体同时被腐蚀，且管程便于检修与更换。 ③压力高的流体宜走管程，以免壳体受压，可节省壳体金属消耗量。 ④被冷却的流体宜走壳程，可利用壳体对外的散热作用，增强冷却效果。 ⑤饱和蒸汽宜走壳程，以便于及时排除冷凝液，且蒸汽较洁净，一般不需清洗。 ⑥有毒易污染的流体宜走管程，以减少泄漏。 一、换热器设计的基本原则 ⑦流量小或黏度大的流体宜走壳程，因流体在有折流挡板的壳程中流动，由于流速和流向的不断改变，在低Re（Re100）下即可达到湍流，以提高对流传热系数。 ⑧若两流体温差较大，宜使对流传热系数大的流体走壳程，因壁面温度与?大的流体接近，以减小管壁与壳壁的温差，减小温差应力。 一、换热器设计的基本原则 2.流体流速的选择 增大流速 加大对流传热系数 减少污垢的形成 流动阻力加大 总传热系数增大 动力消耗增多 一般需通过多方面权衡选择适宜的流速。表5-11至表5-13列出了常用的流速范围，可供设计时参考。 一、换热器设计的基本原则 * * 第五章 传 热 5.6 换热器 按热交换形式分类： 混合式换热器 蓄热式换热器 间壁式换热器 冷凝管 球形冷凝管 5.6.1 间壁式换热器的结构形式 管式换热器 板式换热器 特殊型式换热器 夹套式换热器 载热体流向： 蒸汽： 液体： 上 下 下 上 夹套式换热器 一、管式换热器的结构形式 管壳式换热器 蛇管式换热器 套管式换热器 翘片管式换热器 管式换热器 √ Shell Stationary Tubesheet Tubes Shell-and-tube heat exchanger 单位容积有较大的换热面积(每m3有效容积的传热面一般为40~150m2.m-3)，是传热效率较高的热交换器。 一、管式换热器的结构形式 1、管壳式热交换器 挡板(折流板) 有关概念 a. 管程： b. 壳程： 换热管内的通道及与其相贯通处 换热管外的通道及与其相贯通处 c. 单管程： d. 多管程： 流体仅一次通过管束 流体多次通过管束 单程列管式换热器 单壳程双管程换热器 一、管式换热器的结构形式 固定管板式换热器 浮头式换热器 U型管