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文档简介

1、强化传热国外新型换热器浅谈螺旋折流板换热器的原理螺旋折流板换热器的构造螺旋折流板换热器与普通管壳式换热器的性能比较螺旋折流板换热器的优缺陷新型换热器引见新型换热器引见强化传热研制新型的高效率的热交换器就是传热强化的过程。 由总传热方程 Q=KAtm 可知: 增大传热总系数K、传热面积A或传热平均温度差tm,都能使传热速率Q添加。 因此,强化传热的措施要从这三方面来思索。强化传热1、增大传热面积A 只需热交换器单位体积内传热面积增大,传热才干强化。这只需改良传热面构造才干做到。 例如,采用小直径管,或采用翅片管、螺纹管等替代光滑管,可以提高单位体积热交换器的传热面积。 强化传热2、增大传热总系数

2、K 强化传热最主要的是增大K值,由其计算式可知:强化传热对于在传热过程中无相变化的流体,增大流速和改动流动条件都可以添加流体的湍动程度,从而提高对流给热系数。例如添加列管换热器的管程数和壳体中的挡板数,运用翅片管换热器,以及在板式换热压制各种沟槽等同时应思索到对于流动阻力和清洗、检修等方面的影响。此外,采用导热系数较大的流体以及传热过程中有相变化的载热体,都可以获得较高的值。 强化传热3、增大传热温度差tm增大传热温度差是强化传热的方法之一。传热温度差主要是由物料和载热体的温度决议的,物料的温度由消费工艺决议,不能随意变动,载热体的温度那么与选择的载热体有关。载热体的种类很多,温度范围各不一样

3、,但在选择时要思索技术上可行和经济上合理 国外新型换热器类型及性能国外新型换热器类型及性能2、新型麻花管换热器 瑞典Alares公司开了一种扁管换热器,通常称为麻花管换热器。 美国布朗公司又在此根底上作了“压扁与“热扭。 改良后的麻花管换热器同传统的管壳式换热器一样简单,但有许多提高: 增进了传热、减少了结垢、真正的逆流、降低了本钱、无振动、节省空间、无折流元件等 从而获得显著技术提高。国外新型换热器类型及性能3、螺旋折流板换热器 普通换热器存在的问题:在管壳式换热器中,壳程通常是一个薄弱环节。普通的弓形折流板能呵斥曲折的流道系统(Z字道),这样会导致较大的死角和相对高的返混,继而又能呵斥壳程

4、结垢加剧,对传热效率不利。返混也能使平均温差失真和减少。即使改良折流板几何外形,加装密封条和诸如偏转机流板以及采取其他措施,但这种弓形折流板管式热器总很难满足高热效率要求。螺旋折流板换热器 美国提出了一种已获得专利权新方案采用螺旋状折流板。设计原理:将特制的具有倾角圆截面折流板安装在“似螺旋折流系统中;每块折流板占换热器壳中横剖面的四分之一,其倾角朝向换热器的轴线(即与换热器轴线坚持一倾斜度),相邻折流板的周边相接,外圆处呈延续螺旋状,折流板的轴向重叠。如欲减少管子间的跨度,也可采用双螺旋设计。螺旋折流板换热器 螺旋折流板换热器就是用延续螺旋状的支撑板支持换热管 使壳程介质从壳程入口进入时,沿

5、螺旋板构成的螺旋通道斜向前进 将传统的横向折流方式变成纵向螺旋折流方式 在降低壳程阻力的同时,大大强化传热效果。螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器v螺旋折流板换热器的内部:v 介质的流动呈“螺旋线型流动方式v 导致折流板外形发生了很大的变化v 折流板为伞形,每块折流板与壳体轴线呈一定的夹角v 相邻的折流板在周边“首尾相接v 每四片就构成一个外圆周延续的螺旋线 螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器与普通管壳式换热器的性能比较螺旋折流板式换热器中的介质流动呈“螺旋线型流动方式减小了壳程侧的滞流区和死区因此减少污垢堆积,从而改动了壳程流体的流动形状且扩展了换热面积,到达提高传热效率的目的。

6、这种独特壳层介质的流动方式,使壳程压力降明显降低,使得换热器具有良好的抗振性,降低了管束由于振动而产生的损伤,提高换热器的运用寿命。螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器压力降的比较 弓形折流板垂直于换热管束,介质流动方向改动大,产生的压力损失也大,这是弓形折流板换热器能耗大、压力降大的主要缘由。 螺旋折流板换热器中的介质在壳体内延续平稳旋转流动,没有急剧的流向改动,因此,壳程介质压力降较小。在一样流量条件下可使压降减少 45% 左右。螺旋折流板换热器抗振性能的比较: 螺旋折流板换热器壳程流体与管子轴向有一角度,减小了流体对管子的直接冲击, 螺旋折流板的延续支撑减小了管束跨距,使管子

7、和流体产生的振动频率差距加大,防止了共振。 因此,螺旋折流板换热器具有良好的抗振性能。v螺旋槽纹管式换热器、螺旋管式换热器螺旋槽纹管式换热器、螺旋管式换热器多孔外表换热管和横纹管换热器多孔外表换热管和横纹管换热器主要内容主要内容l螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器l 根本构造根本构造l 操作中的特性及优缺陷操作中的特性及优缺陷l 实例引见实例引见l螺旋管式换热器螺旋管式换热器l 螺旋管式换热器的定义及根本构造螺旋管式换热器的定义及根本构造l 螺旋管式换热器的性能特点螺旋管式换热器的性能特点l 螺旋管式换热器中流体的流动形状螺旋管式换热器中流体的流动形状 l 螺旋管式换热器的类型及适用场所螺旋

8、管式换热器的类型及适用场所l 螺旋管式与螺旋管槽纹式的比较螺旋管式与螺旋管槽纹式的比较主要内容主要内容螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器 根据在光管外表加工螺旋槽的类型螺旋槽管有单头和多头之分,其主要构造参数有槽深e、槽距p和槽旋角。 螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器任务原理任务原理:当流体在管内流动时,受螺旋槽纹的引导,接近壁当流体在管内流动时,受螺旋槽纹的引导,接近壁面沿轴向运动同时,螺旋形的凸起也使流体产生周面沿轴向运动同时,螺旋形的凸起也使流体产生周期性的扰动。前种作用有利于减少流体边境层厚度;期性的扰动。前

9、种作用有利于减少流体边境层厚度;后一种作用会引起边境层中流体质点的扰动。因此后一种作用会引起边境层中流体质点的扰动。因此可以加快由壁面到流体主体的热量传送。可以加快由壁面到流体主体的热量传送。 螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器3 实例分析 螺旋槽钢管空气预热器 (图)螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器内部构造螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器性能特点:传热效果比光管式好,其传热系数比光管提高约25%; 抗磨性能比光管式好,运用寿命比普通钢管长11.5倍;降低了排烟温度,提高了热风温度,从而提高了锅炉热效率;管内烟气的流动阻力比光管略有添加,应优选构造

10、参数,以降低流动阻力。抗积灰才干比光管式强,减少了维护任务量;螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器 由于采用螺旋槽管作为传热管,管程流体产生剧烈地旋转运动,对换热管壁有较强地冲刷作用,以及螺旋槽管本身具有热补偿才干,热胀冷缩,管壁不易结垢,而且,即使结垢,清垢也比较方便。螺旋槽纹管式换热器螺旋槽纹管式换热器螺旋管式换热器 随着消费规模的扩展和消费技术的现代化,热交换器必需满足各种情况特殊而又条件苛刻的要求。即在满足一定换热量的前提下,换热器向着高效、紧凑的方向开展。 螺旋管式换热器不仅传热效率可与板式换热器相媲美,而且构造紧凑 。 螺旋管式换热器1 、螺旋管式热交换器的定义及根本构造 螺旋管式

11、换热器是把一根或多根传热管卷成同心螺旋状并固定在盖板和壳体底板之间构成的,流体在螺旋管及环形空间内流动,壳层流体经过横掠螺旋管壁与管层流体进展热交换。 螺旋管式换热器由壳体、螺旋管、蒸汽管、调理器和输料泵等组成。 螺旋控制成扁形,并缠绕在壳体内的中心圆柱上。 任务时液料经过泵由液料人口进人螺旋管内,自下向上流动,从出料管排出,装入瓶或罐内。 蒸汽自上方输入壳内与螺旋管之间,对管内的料液加热。特点是构造简单,操作方便,容易清洗,能延续消费。螺旋管式换热器螺旋管式换热器螺旋管式换热器 每一根传热管的两端分别与一根进口管和一根出口管衔接,其构造简图如图1所示:螺旋管式换热器的构造表示图螺旋管式换热器

12、螺旋管式换热器图3 螺旋管式换热器的平面图螺旋管式换热器2 螺旋管式换热器的性能特点 螺旋管式换热器与管壳式换热器相比,具有如下优缺陷: 优点 (1)能适用于当流量小或者所需传热面积小的场所; (2)因螺旋管中的滞流传热系数大于直管的,所以可用于高粘度流体的加热或冷却;螺旋管式换热器 (3)螺旋管式换热器中的流动可以为是逆流流动; (4)因传热管呈蛇形盘管状,具有弹簧自补偿作用,所以没有热应力呵斥的破坏漏失; (5)构造紧凑容易安装,占地面积小。 螺旋管式换热器螺旋管式换热器 (3)当用不锈钢管作传热管时,假设传热管长度大于某一限制,那么为了坚持壳侧流道均匀,必需加隔板,从而使壳侧流体压力损失

13、增大; (4)造价高。螺旋管式换热器螺旋管式换热器3 螺旋管式换热器中流体的流动形状螺旋管式换热器中流体的流动有如下两种形状:1卷成螺旋状的传热管上下无间隙地重叠,传热管上端与盖板、下端与壳底板无间隙衔接,在此构造中,壳侧流体和管侧流体都呈螺旋状流动,如图4所示:螺旋管式换热器 在这种情况下,如高温流体在管内侧、低温流体在壳侧流动,那么管内侧流体经过管壁与外侧流道内的壳侧流体进展换热,可近似地以为是逆流流动(严厉讲不是逆流流动)。图4壳侧螺旋流动螺旋管式换热器2如图5所示,在传热管上端与盖板和传热管下端与壳底板之间安装适当的隔板。 这类螺旋管式换热器的管内侧流体呈螺旋状流动,壳侧流体呈轴向流动

14、。这时的流动方式可以以为是两流体不混合的逆向错流。图5壳侧轴向流动螺旋管式换热器v螺旋管式换热器的类型及适用场所按换热器壳体的方式可分为:卧式和立式螺旋管式换热器。按换热管的数目可分为:单头螺旋管式换热器和多头螺旋管式换热器。按壳层流体的流动方式可分为:螺旋纵轴流管壳式换热器和螺旋横流管壳式换热器。螺旋管式换热器1 多头螺旋管式换热器多头螺旋管式换热器是由多根传热管卷成同心螺旋状并固定在盖板和壳体底板之间构成的。 设计时,为保证换热器构造紧凑,同时保证传热管的受热均匀和各个传热管的热偏向,其中每根传热管的长度应根本均匀。其根本构造如图6所示:螺旋管式换热器 多头螺旋管式换热器具有传热系数大、构

15、造紧凑等优点, 广泛用于化工、电力、低温、动力、石油和核能等工业设备。图6多头螺旋管式换热器表示图螺旋管式换热器2 螺旋纵流管壳式换热器 螺旋纵流管壳式换热器采用椭圆换热管加工成螺旋外形安装在壳体内,介质入口封头加装螺旋形折流板,介质出口封头加装旋转螺旋片,构成一种适用于液体介质间热量交换的新型管壳式换热器。螺旋管式换热器 螺旋纵轴流管壳式换热器 螺旋管式换热器螺旋管式与螺旋管槽纹式的比较u螺旋槽纹管:螺旋槽纹管其外形为管壁被挤压成螺旋槽状, 用以强化管内气体或液体的传热及管内液体的沸腾和管外气体的冷却。u强化机理:流体在管内流动时,沿螺旋槽运动产生部分二次流,有利于减少边境层的厚度,还有一部

16、分流体沿着轴向运动, 产生漩涡引起边境层的分层及边境层分别。其传热性能较光滑管提高至 倍。螺旋管式换热器 总结比较二者优、缺陷如下: 对于螺旋管槽纹式,普通传热系数比光管可提高2至4倍以上; 流体在管内流动时, 沿螺旋槽运动产生部分二次流, 有利于减少边境层的厚度, 还有一部分流体沿着轴向运动, 产生漩涡引起边境层的分层及边境层分别。传热效率大大提高。 对于螺旋管槽纹式制造加工比光管复杂; 另外螺旋管槽纹式的加工本钱高。多孔外表换热管多孔外表换热管 1 多孔外表换热管的特性多孔外表换热管的特性 外表多孔换热面具有大量尺寸较大的稳定汽化外表多孔换热面具有大量尺寸较大的稳定汽化中心,因此可以使工质

17、再过热度很小的工况下中心,因此可以使工质再过热度很小的工况下产生大量气泡,强化沸腾换热过程。产生大量气泡,强化沸腾换热过程。 外表多孔高通量换热管及其换热器是传热效果外表多孔高通量换热管及其换热器是传热效果极为显著的高效传热元件,尤以烧结型外表高极为显著的高效传热元件,尤以烧结型外表高通量热管效果最好,在石化、化工、治金等领通量热管效果最好,在石化、化工、治金等领域具有广泛的运用前景。域具有广泛的运用前景。 2 多孔外表管的制造方法:多孔外表管的制造方法: 化学腐蚀法化学腐蚀法 喷涂法制造法喷涂法制造法 机械加工法机械加工法 烧结法烧结法多孔外表换热管多孔外表换热管3 喷铝多孔管与烧结型外表多

18、孔管喷铝多孔管与烧结型外表多孔管 由于喷铝多孔管具有孔隙率低、孔隙外形不合理,由于喷铝多孔管具有孔隙率低、孔隙外形不合理,传热效果下降快,多孔层易剥落等缺陷,其强化传热效果下降快,多孔层易剥落等缺陷,其强化传热效果远比烧结型外表多孔管差。传热效果远比烧结型外表多孔管差。世界上,目前仅有美国结合碳化物公司可以消费工世界上,目前仅有美国结合碳化物公司可以消费工业化运用产品,国内胜利运用的国产多孔外表管业化运用产品,国内胜利运用的国产多孔外表管均为喷铝多孔外表,目前已胜利研制出烧结型多均为喷铝多孔外表,目前已胜利研制出烧结型多孔外表管换热器。孔外表管换热器。多孔外表换热管多孔外表换热管多孔外表换热管

19、多孔外表换热管多孔外表换热管多孔外表换热管3良好的阻垢性能。 实验阐明,多孔外表管具有抗垢性能,其结垢速率明显低于光滑外表管。 外表多孔换热管可以运用于各种相变的换热过程,其优良的传热性能在石油、化工以及冶金等领域运用广泛。 多孔外表换热管多孔外表换热管多孔外表换热管多孔外表换热管 清华大学热能工程系清华大学热能工程系 姜培学教授创新性地研姜培学教授创新性地研讨了多孔微尺度换热器和深槽构造微槽换热讨了多孔微尺度换热器和深槽构造微槽换热器的传热与流动特性。发如今相近的条件下,器的传热与流动特性。发如今相近的条件下,多孔式微型换热器的换热才干比微槽式微型多孔式微型换热器的换热才干比微槽式微型换热器

20、高换热器高8倍以上。倍以上。5 5 实例分析实例分析 多孔外表管的换热效果最高可达光管多孔外表管的换热效果最高可达光管的的15.615.6倍,能显著提高换热管的强化传倍,能显著提高换热管的强化传热效率。热效率。 已建成已建成6 6米以上长度外表多孔换热管米以上长度外表多孔换热管烧结工业安装,并胜利实现碳钢管、合烧结工业安装,并胜利实现碳钢管、合金钢管、铜镍合金管内外外表合金粉末金钢管、铜镍合金管内外外表合金粉末高通量换热管的工业化批量烧结,产品高通量换热管的工业化批量烧结,产品的外表多孔层具有良好的物理性能、力的外表多孔层具有良好的物理性能、力学性能和孔隙率。学性能和孔隙率。 多孔外表换热管多

21、孔外表换热管多孔外表换热管多孔外表换热管本成果在炼油、石油、化工、冶金、海水淡化、天然气储运、空分、制冷等行业,在一切液体气化沸腾传热场所均可运用,目前最具运用前景的是石油化工和化工行业大量塔再沸器、蒸发器等。由于强化传热效果明显,属高效节能产品。替代光管换热器,换热面积至少可以节省30%,且传热温差大为减小,加热介质温度要求降低。 多孔外表换热管多孔外表换热管1 根本构造根本构造 1974年前苏联首先提出横年前苏联首先提出横纹管纹管.它是一种用普通圆它是一种用普通圆管作毛胚管作毛胚,在管外壁经简在管外壁经简单滚轧出与轴线垂直的单滚轧出与轴线垂直的凹槽凹槽,同时在管内构成一同时在管内构成一圈突

22、起的环肋。如右图圈突起的环肋。如右图所示:所示:横纹管式换热器横管纹式换热器强化机理: 当管内流体经横向环肋时,管壁附近构成轴向漩涡,添加了边境层的扰动,有利于热量经过边境层的传送。当涡流即将消逝时,流体又流经下一个横肋,不断产生轴向涡流,因此坚持延续且稳定的强化作用。横管纹式换热器 华南理工大学实验研讨了横纹管,发现其性能比螺 旋槽纹管好,在同样传热效果下,阻力小于螺旋槽纹管。 横管纹式换热器 年茂名石化公司炼油厂选用了两台 型横纹管换热器, 用作原油渣油换热器,运转四年半 年后经工厂标定,在压降相近的情况下,比光管换热器的总传热系数提高 , 在一样负荷时, 可节约 的面积, 而且根本无结垢

23、和腐蚀景象。 横管纹式换热器横管纹式换热器横管纹式换热器 2工业适用阐明,横纹管的抗污才干远远优于普通光管。横纹管的各种机械性能,包括抗震动及温度应力引起的疲劳强度,均不亚于普通光管,某些方面还优于普通光管。可采用不同的支承方式。如:折流杆、皮型槽隔板、空心圆支承。 3使设备在同等换热效果的情况下节省资料40-60%以上横管纹式换热器3 横纹管与螺旋槽管构造对比横纹管与螺旋槽管构造对比 A 螺旋槽管 B 横纹槽横纹槽 横管纹式换热器横管纹式换热器的适用范围:横管纹式换热器的适用范围: 化工、炼油与石油化工中的废热锅炉,化工、炼油与石油化工中的废热锅炉, 选择性地用于油品的加热与冷却;选择性地用

24、于油品的加热与冷却; 发电站、核电站的乏汽冷凝器凝汽器、发电站、核电站的乏汽冷凝器凝汽器、 锅锅 炉给水预热器卧式;炉给水预热器卧式; 氨制冷冷凝器等均适用氨制冷冷凝器等均适用横管纹式换热器横管纹式换热器4 实例分析实例分析 1987年茂名石化公司炼油厂选用了两台年茂名石化公司炼油厂选用了两台FB800180402型横纹管换热器,用作原型横纹管换热器,用作原油渣油换热器,运转四年半年后经工厂标定,油渣油换热器,运转四年半年后经工厂标定,在压降相近的情况下,比光管换热器的总传在压降相近的情况下,比光管换热器的总传热系数提高热系数提高85,在一样负荷时,可节约,在一样负荷时,可节约40的面积的面积

25、,而且根本无结垢和腐蚀景象。而且根本无结垢和腐蚀景象。 追求在较小的空间中安排尽能够多的传热面积,以提高传热效率和降低本钱,导致多种板式换热器的出现。板式换热器板式换热器 根本构造 板式换热器主要由板片、密封垫片、压紧片、轴等零部件组成。各板片之间构成狭窄的网形流道。板片上的四角有4个孔,构成了介质的分配管和聚集管。密封垫片把冷、热两流体密封在换热器内,同时又合理地将冷、热两介质分开不致混合在许多通道里面,冷、热介质分别流入各个流道,可以逆流也可以并流,在流动过程中两种介质经过板片换热。板片波纹方式:程度平直波纹,人字形波纹,球形波纹,斜波纹,锯齿形波纹,竖直波纹等。 板式换热器板式换热器板式

26、换热器的特点:板式换热器构造紧凑,有效换热面积大,换热隔板薄,可以充分的交换热量。板式换热器和同样换热才干的其它类型换热器比较,外表积小,本身热损失小。密封周边长,走漏的能够性大,不易处置悬浮状物料,温度不能太高,处置量相对较小。板式换热器板式换热器的种类:板翅式换热器螺旋板式换热器板壳式换热器管翅式换热器板式换热器螺旋板式螺旋板式 板翅式换热器管翅式换热器 板壳式换热器板式换热器板翅式换热器是传热元件由板和翅片组成的换热器. 板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器的构造板翅式换热器板翅式换热器将通道不同的叠积和适当的陈列,钎焊成整体就可以得到常用

27、的逆流、错流、错逆流板翅式换热器板束a逆流板翅式换热器 b错流板翅式换热器 c错逆流板翅式换热器 板翅式换热器板翅式换热器2 2、板翅式换热器的特点:、板翅式换热器的特点:传热效率高传热效率高, ,流阻低;流阻低;构造紧凑,巩固、分量轻、平安可靠;构造紧凑,巩固、分量轻、平安可靠;资料选用广泛、运用范围广;资料选用广泛、运用范围广;容易堵塞,不耐腐蚀,清洗检修很困容易堵塞,不耐腐蚀,清洗检修很困难;难;制造工艺复杂,难度大,本钱高制造工艺复杂,难度大,本钱高板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器普通适用的压力和温度范围: 设计温度:-200+150 设计压力:06MP3、板翅式换热器

28、在石油工业中的运用 磺化中冷器 原料油预冷器 板翅式换热器板翅式换热器4、板翅式换热器在化学工业中的运用醋酸铜氨液氨冷器 醋酸铜氨液冷却器 燃气轮机回热器 板翅式换热器板翅式换热器螺旋板式换热器螺旋板式换热器螺旋板式换热器由两张钢板卷制而成,构成了两个均匀的螺旋通道;两种传热介质可进展全逆流流动,大大加强了换热效果;即使两种小温差介质,也能到达理想的换热效果。螺旋板式换热器螺旋板式换热器螺旋板式换热器螺旋板式换热器1、根本构造螺旋板式换热器由外壳,螺旋体,密封及进出口四部分构成螺旋板式换热器螺旋板式换热器螺旋板式换热器按构造方式可分为不可拆式I型螺旋板式及可拆式II型、III型螺旋板式换热器。

29、1I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封,因此具有较高的密封性。I型螺旋板式换热器螺旋板式换热器2II型可拆式螺旋板换热器构造原理与不可拆式换热器根本一样,但其中一个通道可拆开清洗,特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。II型螺旋板式换热器螺旋板式换热器3III型可拆式螺旋板换热器构造原理与不可拆式换热器根本一样,但其两个通道可拆开清洗,适用范围较广。III型螺旋板式换热器螺旋板式换热器螺旋板式换热器螺旋板式换热器缺陷:要求焊接质量高,检修比较困难。分量大,刚性差,接受压力的才干较差焊缝较长,易走漏,易产生应力腐蚀。板壳式换热器板壳式换热器板壳式换热器1、构造组成板壳式换热器是介于

30、管壳式换热器和板式换热器之间的一种构造方式主要由板管束和壳体两部分组成。板壳式换热器板壳式换热器以板为换热面,并配有圆筒形外壳,板束中借助板条上有一定深度的窝状起,使板条相互支撑,提高了板条的承压才干。将冷压成形的成对板条的接触处严密地焊接在一同,构成一个包含多个扁平流道的板管.许多个宽度不等的板管按一定次序陈列。板壳式换热器为坚持板管之间的间距,在相邻板管的两端镶进金属条,并与板管焊在一同。板管两端部便构成管板,从而使许多板管结实地衔接在一同构成板管束。板管束的端面呈现假设干扁平的流道。板壳式换热器板壳式换热器板壳式换热器2、特点优点:以板为传热面,传热效能好。构造紧凑,体积小。耐温、抗压,

31、最高任务温度可达800,最高任务压力达 6.3兆帕.扁平流道中流体高速流动,且板面平滑,不易结垢,板束可拆出,清洗也方便。板壳式换热器缺陷:制造工艺较管壳式换热器复杂焊接量大且要求高板壳式换热器3、 运用广泛运用于食品、化工、轻工、医药和电力行业。但由于炼油安装中运用的换热设备大多处于高温、高压条件下,操作条件动摇大,在炼油行业中并未得到广泛运用。管翅式换热器管翅式换热器是空调中最常用的换热器构造方式;出现年代比板翅式换热器还早,如今大量地作各种车,船,空调安装和空冷设备的散热器;广泛运用于低温,石油,化工,轻工和能源等工业中。 管翅式换热器管翅式换热器1 管翅式换热器的特点管翅式换热器的特点

32、优点:优点:传热效率高、流阻低;传热效率高、流阻低;构造紧凑、巩固、分量轻、平安可靠;构造紧凑、巩固、分量轻、平安可靠;资料选用广泛、运用范围广;资料选用广泛、运用范围广;设计、制造、安装、维修方便。设计、制造、安装、维修方便。缺陷:缺陷:加工难度大,本钱较高。加工难度大,本钱较高。2、管翅式换热器常见翅片方式:套胀的整体翅片;螺旋形缠绕或焊接或者钎焊翅片;环形翅片;螺旋形缠绕细金属丝翅片管翅式换热器管翅式换热器3、常用的金属管子截面外形为:圆形,椭圆形,扁圆形,长条形或带圆角的矩形等板式换热器的选用原那么 板式换热器组装与装配方便,也利于清洗与除垢,布置相对灵敏。但是接受压力的才干不强。经常

33、用于低于250的场所。 螺旋板式换热器多用在处置粘性的或者易结垢的流体,但是承压才干教差,多用在温度低于500的场所。板式换热器的选用原那么板壳式换热器适用于高度小,压降低 压差大于4MPa时不能运用;易结垢场所不适用。 板翅式换热器可用于温度较高的场所。广泛用于发动机厂、电力厂等工业系统。热管换热器热管换热器l在众多的传热元件中,热管是人们所知的最有效的传热元件之一,它可将大量的热量经过其小截面积远间隔地传输而无需外加动力。l由于碳钢水重力热管的构造简单、价钱低廉、制造方便、易于推行,使得此类热管得到了广泛的运用。l随着科学技术的不断提高,热管及热管换热器已广泛运用于石油、化工、动力、冶金、

34、建材、轻工等领域的高效传热设备。热管换热器热管换热器1、热管典型构造及任务原理 热管是一种高效传热元件,利用封锁的管内介质的沸腾吸热和冷凝放热进展热传导。 热管由管壳吸液芯和工质组成。热管换热器热管换热器管壳 管壳是一个完全密闭的容器,外形无限制,管内坚持高真空,资料具运用温度范围和介质确定吸液芯 其作用是均匀而稳定的坚持一层薄薄的任务液,在热管任务时,把凝液从冷凝端保送到蒸发段工质 工质是决议热管可在大温度范围内运用的重要要素。管内气液两相共存的工质一直是饱和的。热管换热器热管换热器热管的任务段可分为蒸发段,绝热段和冷凝段三部分。当蒸发段吸收热时,经过管壁使浸透于细液芯中的工质蒸发,蒸汽在蒸

35、发和冷凝端之间所构成的压差作用下流向冷凝端;由于冷凝段遭到冷却作用,蒸汽凝结为液体,释放汽化潜能;冷凝后的气体,靠吸液芯与液体相结合所产生的毛细力作用,将冷凝液保送回蒸发段,以构成任务循环。热管换热器热管换热器2、热管的分类根据回流方式分为:吸液芯热管、重力热管、离心热管、电流体动力热管、电浸透压力热管等吸液芯热管:吸液芯热管包括蒸发、绝热和冷凝三段。吸液芯热管是热管的根本方式。凝液靠毛细作用回流,不依赖重力场的作用,在一直情况下也能任务。重力热管:构造如图。它没有吸液芯,凝液靠重力回流。这使得冷凝段必需置于蒸发段之上。所以传热具有单向性。但它更为构造简单,制造容易。热管换热器热管换热器 重力

36、热管任务原理: 典型的重力热管如下图,在密闭的管内先抽成真空,在此形状下充入适量工质; 在热管的下端加热,工质吸收热量汽化为蒸汽; 在微小的压差下,上升到热管上端,并向外界放出热量,凝结为液体; 冷凝液在重力的作用下,沿热管内壁前往到受热段,并再次受热汽化; 如此循环往复,延续不断的将热量由一端传向另一端。 离心热管:离心热管是利用离心作用使凝液回流到离心热管:离心热管是利用离心作用使凝液回流到蒸发段。离心热管蒸发段。离心热管 的蒸发段和冷凝段内径不同,大的蒸发段和冷凝段内径不同,大的一端是蒸发段。离心热管的一端是蒸发段。离心热管 也是单向传热。也是单向传热。 电流体动力热管:当任务介质和管芯

37、是非导电体时,电流体动力热管:当任务介质和管芯是非导电体时,电极固定在非导电的端帽上,管壁接地。在电极上电极固定在非导电的端帽上,管壁接地。在电极上加电压,使任务液体在电极周围的芯内构成一个干加电压,使任务液体在电极周围的芯内构成一个干道。道。 电浸透压力热管;是利用电流浸透流抽吸液体来协电浸透压力热管;是利用电流浸透流抽吸液体来协助毛细抽吸助毛细抽吸热管换热器热管换热器热管换热器热管换热器热管换热器热管换热器3 3、热管换热器的分类、热管换热器的分类 按照热流体和冷流体的形状,热管换热器可按照热流体和冷流体的形状,热管换热器可分为分为: : 气气- -气式、气气式、气- -汽式、气汽式、气-

38、 -液式、液液式、液- -液式、液式、液液- -气式。气式。 从热管换热器构造方式来分:从热管换热器构造方式来分: 可分为整体式、分别式和组合式。可分为整体式、分别式和组合式。热管换热器热管换热器整体式换热器该换热器是由许多单根热管组成。热管数量的多少取决于换热量的大小。为了提高气体的换热系数,往往采取在管外加翅片的方法,这样可使所需求的热管数目大大减少。整体式热管换热器主要分为气-气式、气-汽式、气-液式。热管换热器热管换热器分别式热管换热器 任务原理 分别式热管也是利用工质的汽化-凝结来传送热量,只是将受热部分与放热部分别分开来,用蒸汽上升管与冷凝液下降管相联接,可运用于冷、热流体相距较远

39、或冷、热流体绝对不允许混合的场所。 其任务原理如下图。热管换热器热管换热器4、热管的任务极限毛吸限声速限携带限沸腾限黏性限热管换热器热管换热器5、热管的根本特性很高的导热性 优良的等温性 热流密度可变性 热流方向酌可逆性 热二极管与热开关性能 恒温特性 环境的顺应性 热管换热器热管换热器6、热管的运用有热管的搅拌反响器煤粉延续汽化炉防止管线下沉热管换热器热管高速刀作为温度调理器用于微电路中的冷却主要内容管式反响器的定义,根本构造与适用范围多级微分管式反响器的优缺陷多级微分的定义与根本类型多级微分管式反响器多级微分管式反响器管式反响器是由多根细管串联或并联而构成的一种呈管状、长径比很大的延续操作

40、反响器 混合好的气相或液相反响物从管道一端进入,延续流动,延续反响,然后从管道的另一端出来。 多级微分管式反响器反响器的长度和直径之比较大,普通可达50-100常用的有直管式,列管式,盘管式等几种方式管式反响器的主要特点是反响物浓度和反响速度只与管长有关,而且不随时间变化反响物的反响速度快,在管内的流速高多级微分管式反响器多级微分管式反响器管式反响器的适用范围管式反响器的适用范围延续管式反响器可用于均相反响,也可用于多相反响。延续管式反响器可用于均相反响,也可用于多相反响。反响物流处于湍流形状时,空管的长径比大于反响物流处于湍流形状时,空管的长径比大于5050;填充段长径之比大于填充段长径之比

41、大于100(100(气体气体) )或或200200液体,物料的液体,物料的流动可近似地视为平推流见流动模型流动可近似地视为平推流见流动模型多级微分管式反响器多级微分管式反响器内流体流动的根本性质多级微分管式反响器内流体流动的根本性质流体在延续反响器中的流动是一种极其复杂的物理景流体在延续反响器中的流动是一种极其复杂的物理景象。象。反响器内存在流体的流速分布:流体在管内的径向流反响器内存在流体的流速分布:流体在管内的径向流速分布是不均匀的,中心处的流速最大,靠壁处最小;速分布是不均匀的,中心处的流速最大,靠壁处最小;多级微分管式反响器 3.如下图,中心部分的流体在反响器内的留时间短,接近管壁处的

42、流体停留时间那么长。停留时间不同,反响程度自然就不一样。 多级微分管式反响器微分反响器的定义微分反响器又称为无梯度反响器:反响物系延续流过反响器后,其组成无明显的变化,即反响器内流体相中无浓度梯度实验室研讨固体催化剂运用的流动型固定床管式反响器也称微分反响器多级微分管式反响器多级微分管式反响器的特点:优点:管式反响器返混小,容积效率单位容积消费才干高,对要求转化率较高或有串联副反响的场所尤为适用。此外,管式反响器可实现分段温度控制。缺陷:反响速率很低时所需管道过长,工业上不易实现。多级微分管式反响器管式反响器构造直管式盘管式多管式多级微分管式反响器图管式反响器的构造a直管式;(b)盘管式;(c

43、)多管式多级微分管式反响器多级微分的根本类型直流微分,外循环微分内循环微分再沸器再沸器的定义、根本构造与根本用途;再沸器的根本类型、构外型式及器内各零部件的根本性质及优缺陷;再沸器布置方式的优缺陷、选型根本原那么。 再沸器实物图片 再沸器 再沸器精馏安装的重要附属设备其作用是使塔底釜液部分汽化,从而实现精馏塔内气液两相间的热量及质量传送。再沸器的类型石油树脂再沸器石油树脂再沸器釜式再沸器釜式再沸器不锈钢列管不锈钢列管 再沸器再沸器列管再沸器列管再沸器卧式热虹吸再沸器卧式热虹吸再沸器再沸器的任务原理再沸器和精馏塔 再沸器任务原理再沸器的构造主要包括罐体、(上、下)隔板、列管和挡板组成不同方式的再

44、沸器有不同的构造特点 再沸器再沸器再沸器的类型再沸器的类型立式热虹吸式立式热虹吸式 卧式热虹吸式卧式热虹吸式 强迫循环式强迫循环式釜式再沸器釜式再沸器内置式再沸器内置式再沸器 卧式热虹吸再沸器卧式热虹吸再沸器釜式再沸器釜式再沸器立式再沸器立式再沸器立式热虹吸式再沸器卧式热虹吸式再沸器强迫循环式再沸器原理:原理: 依托泵输入机械功依托泵输入机械功进展流体的循环进展流体的循环 优点:优点: 可用于高粘度液体、可用于高粘度液体、热敏性物质、固体悬浮热敏性物质、固体悬浮液以及长显热段和低蒸液以及长显热段和低蒸发比的高阻力系统发比的高阻力系统釜式再沸器内置式再沸器原理原理将再沸器的管束直接置于将再沸器的

45、管束直接置于塔釜内而成塔釜内而成优点优点结构简单,造价比釜式再结构简单,造价比釜式再沸器低沸器低缺点缺点塔釜空间有限,传热面积塔釜空间有限,传热面积不能太大,传热效果不够不能太大,传热效果不够理想理想再沸器再沸器选用原那么续选用原那么续 3在没有足够的空间、高度来安装立式在没有足够的空间、高度来安装立式热虹吸再沸器时,可采用卧式热虹吸再沸器热虹吸再沸器时,可采用卧式热虹吸再沸器或釜式再沸器或釜式再沸器 4强迫循环再沸器,由于其需添加循环强迫循环再沸器,由于其需添加循环泵,故普通不宜采用。泵,故普通不宜采用。 只需当塔釜液粘度较高或易受热分解时,只需当塔釜液粘度较高或易受热分解时,才采用强迫循环再沸器才采用强迫循环再沸器定义:冷凝器是指在冷凝的过程中将热量传送给循环水等冷却剂,从而将工艺蒸汽冷凝为液体的设备冷凝器的类型及特点按其冷却介质不同分为: 1、水冷式冷凝器 2、空气冷却式冷凝器3、水-空气冷却式冷凝器冷凝器10平方米冷凝器冷凝器的常见类型板式冷凝器滚筒式冷凝器水冷式冷凝器1、水冷式冷凝器 1水冷式冷凝器是以

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