传热及主要设备—换热器.ppt

2020/5/31,1,传热的基本知识,化工生产需要大规模地改变物质的化学性质和物理性质，而这些性质的变化都涉及热能的传递，主要应用在：（1）化学反应：向反应器提供热量或从反应器移走热量；（2）蒸发、蒸馏、干燥：按一定的速率向这些设备输入热量；（3）高温或低温设备：隔热保温，减少热损失；（4）热能的合理利用和废热回收。,2020/5/31,2,热量传递的方式,（1）热传导：依靠物体中微观粒子的热运动，如固体中的传热；（2）热对流：流体质点（微团）发生宏观相对位移而引起的传热现象，对流传热只能发生在流体中，通常把传热表面与接触流体的传热也称为对流传热；（3）热辐射：高温物体以电磁波的形式进行的一种传热现象，热辐射不需要任何介质做媒介；在高温情况下，辐射传热成为主要传热方式。,2020/5/31,3,换热器的分类,换热器的种类很多，就换热原理来分，可以分为三大类间壁式换热器：冷、热流体被固体传热表面隔开，而热量的传递通过固体传递面而进行。直接接触式换热器：冷、热流体直接接触进行热量交换。蓄热式换热器：冷、热流体交替通过传热表面，冷流体通过时贮存冷量，热流体通过时取走冷量。,2020/5/31,4,按工艺功能分类,（1）冷却器：冷却工艺物流的设备。冷却剂有水、氨、氟利昂等。（2）加热器：加热工艺物流的设备。加热介质有水蒸汽、导热油、熔盐等。（3）再沸器：用于蒸发蒸馏塔底部的物料设备；分热吸式和动力循环式再沸器。（4）冷凝器：蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器冷凝循环回流的设备。（5）蒸发器：专门用于蒸发溶液中水分或者溶剂的设备。（6）过热器：对饱和蒸汽再加热升温的设备。（7）废热锅炉：由工艺的高温物流或者废气中回收其热量而产生蒸汽的设备。（8）换热器：两种不同温位的工艺物流相互进行热交换能量的设备。,2020/5/31,5,按传热方式的结构分类,管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U形管式板式：波纹板式、板翅式、螺旋板式、伞板式管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式液膜式：升降膜式、刮板薄膜式、离心薄膜式其它型式：板壳式热管,2020/5/31,6,直接接触传递热量式,2020/5/31,7,常用换热器的各种型式,套管式换热器,热溶液出,2020/5/31,8,常用换热器的各种型式,固定管式换热器,2020/5/31,9,常用换热器的各种型式,浮头式换热器,2020/5/31,10,常用换热器的各种型式,U形管式换热器,2020/5/31,11,常用换热器的各种型式,波纹板式换热器,1.固定压紧板2.夹紧螺栓3.前端板4.换热板片5.密封垫片6.后端板7.下导板8.后支柱9.活动压紧板10.上导板,2020/5/31,12,常用换热器的各种型式,波纹板式换热器,2020/5/31,13,常用换热器的各种型式,钎焊板式换热器,2020/5/31,14,常用换热器的各种型式,螺旋板式换热器,2020/5/31,15,常用换热器的各种型式,螺旋板式换热器,型不可拆,2020/5/31,16,常用换热器的各种型式,螺旋板式换热器,型一端可拆,型两端可拆,2020/5/31,17,常用换热器的各种型式,浸没式蛇管换热器,2020/5/31,18,常用换热器的各种型式,套管式换热器,2020/5/31,19,常用换热器的各种型式,板翅式换热器,2020/5/31,20,常用换热器的各种型式,板翅式换热器：空分装置,2020/5/31,21,换热器的热量传导计算,Q=KAt/L式中：Q传热热量K导热系数A传热面积t传热温差L传热距离,2020/5/31,22,传热的基本方式,原理：传热过程总是热量从温度高的物体传给温度低的物体，热量从热流体传给壁面，壁面再传给冷流体。,2020/5/31,23,传热原理图,2020/5/31,24,流体传热温差,t的概念：在实际换热器的传热过程中，冷热流体的温度沿换热面一般都是变化的，温差不是一个常数，因此在运用传热计算时，引入平均温差t的概念。,2020/5/31,25,流体温度变化规律,顺流：两股流体平行同向流动。逆流：两股流体平行逆向流动。叉流：两股流体流动方向垂直。,2020/5/31,26,流体温度变化规律,2020/5/31,27,K的取值,1.查取K值：,2020/5/31,28,K的取值,2.实验测定K值:通过测量Q、A、t计算K,2020/5/31,29,结垢的危害,换热器在运行一段时间后，流体介质中的可沉积物会在换热表面上生成垢层，有时换热面还会被流体腐蚀而形成垢层，垢层产生附加热阻，使总传热系数减小，传热速率显著下降，因垢层导热系数很小，即使厚度不大，垢层热阻也很大，往往会成为主要热阻，必须给予足够重视。,2020/5/31,3