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{设备管理}某市工业大学

备课笔记六换热设备

第六章换热设备HeatExchanger

6.1概述Introduction

6.1.1换热设备的应用Application

换热设备:使热量从热流体传递到冷流体的设备。

在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10—20%，重量约占总重量的40%以

上。

其损坏率在所有化工设备损坏的比例中所占比重约为27%。

应用：加热，冷却，余热回所，提高热能利用率，降低消耗，提高经济效益。

6．1．2换热设备的分类及其特点ClassificationandCharacteristics

分类方式有几种。

按作用分：冷却器，加热器。

按传热面分：管式，板式，扩展面式。

6．1．2．1按作用原理或传热方式分类

（1）直接接触式换热器：

利用冷，热流体直接接触，彼此混合进行换热的，

设备中设置填料和栅板，以增加接触面积。

优：传热效率高，结构简单，价格低。

适用：允许两种流体混合的场合。

（2）蓄热式换热器：

由固体构成一蓄热体，冷热流体交替与之接触，借此热量从热流体传递到冷流体。

适用：允许两种流体少量混合，气-气热交换。

（3）间壁式换热器

用固体壁将二种冷热流体隔开，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。

（4）中间载热体式换热器

将二个间壁式换热器，通过一在其中循环的热载体连接起来。

如：热管式换热器。

6．1．2．2间壁式换热器

工业生产中应用最为广泛，结构形式也相当多。

（1）管式换热器Tubular

通过管子壁面进行传热。

优：结构牢固，可靠，适应性强，易于制造，能承受较高压力和强度。

不足：换热效率、结构紧凑、金属消耗（单位传热面积）不如其他换热器。

[1]蛇管式换热器Pipecoil

将管子（金属、非金属）按需要弯成所需的形状，如圆盘形、螺旋形等。

A．沉浸式submerged

使用时将蛇管浸在被加热（冷却）介质的容器中。

优：结构简单，造价低，管子可承受较大流体压力。

缺：管外流体流速小，传热系数较低，效率低。

适用：高压流体的冷却等。

B．喷淋式sprayed

冷却水由喷淋装置均匀淋下。

优：传热系数大，便于检修，清洗。

缺：体积大，冷却水用量大，效果不理想。

[2]套管式换热器double-pipe

两种直径不同的管子组装成同心管，一种流体走内管，另以种流体走内、外管之

间。

优：结构简单，工作适应范围大，传热面积可增减。

缺：单位传热面的金属消耗量大，检修、清洗较麻烦。

适：高温、高压、小流量，传热面不大的场合。

[3]管壳式换热器shell-and-tube

优：结构坚固，适应性广，易制造，生产成本低。

不足：传热效率、结构紧凑性等不如新型高效换热器。

[4]缠绕管式换热器

传热管按螺旋线形状交替缠绕，相邻两层螺旋形传热管的螺旋方向相反。管内可

通一种介质（单通道型），也可分别通过几种不同的介质（多通道型）。

适用：同时处理多种介质，小温差传递较大热量。

（２）板面式换热器plate

通过板面进行传热。

优：传热性能比管式好，强化了传热，生产成本较低。

缺：耐压性能不如管式。

Ａ。螺旋板式换热器spiral

由二张卷成螺旋状金属板作为传热面。

优：结构紧凑，传热效率高，制造简单，材料利用率高。

缺：高粘度流体、含有固体颗粒的悬浮液的唤热。

Ｂ。板式换热器plateandframe

由许多薄金属板组成传热面，类似板框式压滤机。

板表面制成波纹形或槽形，以增大流体湍流程度，二板间边缘用垫片夹紧，以防

泄漏。

优：结构紧凑，使用方便，便于清洗，较高的传热效率。

缺：密封周边长，易渗漏，承压能力低，流通狭窄，处理量小，阻力大。

适用：经常需清洗，环境要求紧凑的。

Ｃ。板翅式换热器plate-fin

在二块平行金属板之间放置一种波纹状金属翅片，若干板束组装在一起。

优：结构紧凑，单位体积内传热面积大，传热系数大，适应性广。

缺：结构复杂，难以清洗和检修，造价高，流道小。

适用：低温或超低温的场合，多种不同的流体在同一设备中操作。

D．板壳式换热器shell-andplate

由若干板束放在一壳体中组成，介于管壳式和板式之间的一种换热器。

优：传热效率高于管壳式，结构紧凑，易清洗。

缺：制造复杂，焊接要求高。

E．伞板式换热器bevel-plate

伞形板代替平形板。

优：制造相对简单，成本低，板间易密封，传热效率较高，结构紧凑。

缺