高效间壁式热交换器课件

高效间壁式热交换器2022/12/20高效间壁式热交换器高效间壁式热交换器2022/12/19高效间壁式热交换器1高效间壁式热交换器3.1螺旋板式热交换器3.2板式热交换器3.3板翅式热交换器3.4翅片管热交换器3.5热管热交换器3.6蒸发冷却（冷凝）器的结构高效间壁式热交换器2高效间壁式热交换器3.1螺旋板式热交换器高效间壁式热交换器高效就是换热效率高，结构紧凑即在增加换热器的传热面积的同时，也要减小换热器的体积“紧凑性”—热交换器的单位体积中所包含的传热面积的大小，m2/m3紧凑式热交换器：>700m2/m3非紧凑性热交换器：<700m2/m3高效间壁式热交换器高效间壁式热交换器3高效就是换热效率高，结构紧凑高效间壁式热交换器高效间壁式热交螺旋板式换热器螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。卷制后，在器内形成两条相互隔开的螺旋形通道，在顶、底部分别焊有封头和两流体进出口接管。其中有一对进出口接管是设在园周边上，而另一对进出口则设在圆鼓的轴心上。换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。第一节螺旋板式热交换器高效间壁式热交换器4螺旋板式换热器螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上基本构造外壳

螺旋体密封装置进出口中心处有隔板将板片两侧流体隔开，各通道为环状单一通道，其截面积为矩形，进出管分别接于两通道的边缘端具体的说螺旋板式热交换器的构造螺旋形传热板隔板头盖连接管高效间壁式热交换器5基本构造外壳螺旋体密封装置进出口中心处有隔板将板片工作过程

冷热两种流体分别在两个螺旋通道中流动，流体1从中心进入，沿螺旋形通道流到周边流出；流体2则由周边进入，沿螺旋通道流到中心流出。螺旋流道有利于提高传热系数。高效间壁式热交换器6工作过程冷热两种流体分别在两个螺旋通道中流动定距柱作用保证流道的间距；加强湍流；增加螺旋板刚度。固定方式用3～10mm的圆钢在卷板前预先焊接在钢板上。高效间壁式热交换器7定距柱作用保证流道的间距；固定方式用3～10mm的圆钢在卷板高效间壁式热交换器8高效间壁式热交换器8分类不可拆式:可拆式通道两端全部垫入密封条后焊接密封冷流体由外周边流向中心排出，热流体由中心外周排出，纯逆流夜—液热交换器，公称压力<2.5MPa通道两端面交错焊死，两端面的密封采用端盖加垫片冷流体由外周流向中心，热流体由中心流向周边，纯逆流气—液热交换器，公称压力<1.6MPa一通道两端焊死，另一通道两端全部敞开，两端面的密封采用端盖加垫片一侧流体由外周流向中心在流向另一周边，另侧流体做轴向流动气—液冷凝器，公称压力<1.6MPa高效间壁式热交换器9分类不可拆式:通道两端全部垫入密封条后焊接密封冷流体由外周螺旋板式换热器按流道布置和封头形式可分为：I型结构：两个螺旋通道两侧完全焊接封闭，不可拆。两流体均作螺旋运动，通常冷流体由外周流入，热流体从中心流入，形成完全逆流流动。主要用于液体与液体之间的传热。II型结构：一个螺旋通道焊接封闭，另一通道的两侧敞开。一流体作螺旋形流动，另一流体则作轴向流动。适合于两流体的流量相差很大的场合。常做蒸汽冷凝器、气体冷却器使用。III型结构：一流体作螺旋形流动，另一流体则是轴向流动和螺旋流动的组合，适用于蒸汽的冷凝和冷却。高效间壁式热交换器10螺旋板式换热器按流道布置和封头形式可分为：高效间壁式热交换螺旋板换热器结构形式

Ⅲ型螺旋板换热器

高效间壁式热交换器11螺旋板换热器结构形式Ⅲ型螺旋板换热器高效间壁式热交换器1螺旋板式换热器高效间壁式热交换器12螺旋板式换热器高效间壁式热交换器12螺旋板式换热器的特点传热系数高由于离心力的作用，可在较低Re数下出现湍流(Re=1400-1800)，允许流速可达2m/s，故传热系数较高，如水对水的换热，传热系数可达2000-3000W/（m2·K）。不易堵塞由于流速较高，又是在螺旋流道内流动，能较好的发挥流体对板面的冲刷作用，因而流体中的悬浮物不易沉积下来。由于流道长，可为完全逆流，便于控制温度和利用低温热源，操作时允许较低的温度差，因此，在一些低温差传热的场合，采用螺旋板换热器比较合适。结构紧凑，制造简便，单位体积设备内的传热面积约为列管式换热器的3倍。操作压力和温度不能太高，尤其是所能承受的压力比较低，操作压力只能在20atm以下，操作温度约在300-400℃以下。不易检修，整个换热器已被卷制焊接为一个整体，一旦发生中间泄漏或其他故障，设备即告报废。高效间壁式热交换器13螺旋板式换热器的特点传热系数高由于离心力的作用，可在较低R(2)螺旋板式换热器高效间壁式热交换器14(2)螺旋板式换热器高效间壁式热交换器14高效间壁式热交换器15高效间壁式热交换器15结构板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成，用框架将板片夹紧组装于支架上。两个相邻板片的边缘衬以垫片(各种橡胶或压缩石棉等制成)压紧，板片四角有圆孔，形成流体的通道。第二节板式热交换器高效间壁式热交换器16结构板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成，第二节传热板片密封垫圈压紧装置轴及接口管等组成高效间壁式热交换器17传热板片密封垫圈压紧装置轴及接口管等组成高效间壁式热交换器1板式换热器的构造高效间壁式热交换器18板式换热器的构造高效间壁式热交换器18高效间壁式热交换器19高效间壁式热交换器19高效间壁式热交换器20高效间壁式热交换器20平板式换热器若干矩形板片，其上四角开有圆孔，通过圆孔外设置或不设置圆环形垫片可使每个板间通道只留两个孔相连。（a）平板式换热器流向示意图(b）平板式换热器板片平板式换热器高效间壁式热交换器21平板式换热器（a）平板式换热器流向示意图(

板四角开有角孔，流体由一个角孔流入，即在两块板形成的流道中流动，而经另一对角线角孔流出（该板的另外两个角孔则由垫片堵住），流道很窄，通常只有3～4mm，冷热两流体的流道彼此相间隔。为了强化流体在流道中的扰动，板面都做成波纹形。板片间装有密封垫片，它既用来防漏，又用以控制两板间的距离。冷热两流体分别由板的上、下角孔进入换热器，并相间流过奇数及偶数流道，然后再从下、上角孔流出。传热板片是板式换热器的关键元件，不同类型的板片直接影响到传热系数、流动阻力和承受压力的能力。板片的材料，通常为不锈钢，对于腐蚀性强的流体（如海水冷却器），可用钛板。工作过程高效间壁式热交换器22板四角开有角孔，流体由一个角孔流入，即在两块板式换热器结构原理图

高效间壁式热交换器23板式换热器结构原理图高效间壁式热交换器23高效间壁式热交换器24高效间壁式热交换器24板式换热器高效间壁式热交换器25板式换热器高效间壁式热交换器25板式换热器的工作原理高效间壁式热交换器26板式换热器的工作原理高效间壁式热交换器261.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.上导板高效间壁式热交换器271.固定压紧板2.夹紧螺栓3.前端板

4.换热板片安装

固定压紧板上交替的安放一张板片和一个垫圈，然后安放活动压紧板，旋转压紧螺栓。1—上导杆；2—垫片；3—传热板片；4—角孔；5—前支柱；6—固定端板；7—下导杆；8—活动端板高效间壁式热交换器28安装固定压紧板上交替的安放一张板片和一个垫圈，1高效间壁式热交换器29高效间壁式热交换器29高效间壁式热交换器30高效间壁式热交换器30a传热板片流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热提高板片刚度，能耐较高的压力人字形板水平平直波纹板锯齿形板作用：类型：高效间壁式热交换器31a传热板片流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热人字形板水平高效间壁式热交换器32高效间壁式热交换器32板片的样式高效间壁式热交换器33板片的样式高效间壁式热交换器33高效间壁式热交换器34高效间壁式热交换器34高效间壁式热交换器35高效间壁式热交换器35高效间壁式热交换器36高效间壁式热交换器36①强化传热的凹凸形波纹；②用以安装密封垫片的密封槽；③介质进出的角孔；④板片悬挂装置（缺口）；⑤保证密封垫片压紧时对中的定位缺口；⑥板片组装后保持流道一定的间隙、并使流层“网状”化的触点，可使板片在两侧介质有压差情况下减少板片的变形；⑦使介质能均匀沿板片流道宽度分布的导流槽；具有的共同特点高效间壁式热交换器37①强化传热的凹凸形波纹；具有的共同特点高效间壁式热交换器37介质在板片间的流动单边流对角流换向板片：根据流程的需要，相应不冲出某些角孔，介质遇到盲孔即拐弯，进行换向，增加介质的流程单边流对角流高效间壁式热交换器38介质在板片间的流动单边流对角流换向板片：根据流程的需要，相应组装形成三种典型形式：流体在每一程内流经每一垂直流动后，改变方向，流经下一程两介质的主体流向是逆流，但相邻流道中有并流也有逆流。高效间壁式热交换器39组装形成三种典型形式：流体在每一程内流经每一垂直流动后，改变并联流程介质分别流入平行的流道，然后汇集成一股流出，为单程高效间壁式热交换器40并联流程介质分别流入平行的流道，然后汇集成一股流出，为单程高复杂流程同一程内流道是并联的，在程与程之间是串联的高效间壁式热交换器41复杂流程同一程内流道是并联的，在程与程之间是串联的高效间壁式流程组合方式高效间壁式热交换器42流程组合方式高效间壁式热交换器42流程组合的表示方式M1,M2,M3,m1,m2,m3——热侧、冷侧流体流道相同的流程数N1,N2,N3,n1,n2,n3——相应于对应流程内的流道数都是从固定压紧板开始高效间壁式热交换器43流程组合的表示方式M1,M2,M3,m1,m2,m3——热侧综上所述流程可以是单流程或多流程，两流体的流程数可以相等或不相等两流体的流程中通道数不一定相等习惯上以（流程×通道数）来表示流程板片的组合1×4表示甲流体为单流程、四通道2×2表示乙流体为两流程、两通道高效间壁式热交换器44综上所述流程可以是单流程或多流程，两流体的流程数可以相等或不b密封垫圈密封作用，防止介质漏出（外漏）在两板片间造成一定的间隙，形成介质的流道（内漏）承受压力、温度，耐流体的侵蚀良好的弹性，可重复使用材料天然橡胶、丁晴橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、硅胶（80-150℃以下）压缩石棉、石棉橡胶（260-300℃）双道密封信号孔（凹槽）当介质从第一道密封泄露时，可以从信号空泄出，及早发现和检修信号孔还可以避免介质穿通，防止一种介质漏到另一种介质中去高效间壁式热交换器45b密封垫圈密封作用，防止介质漏出（外漏）在两板片间造成一定双道密封高效间壁式热交换器46双道密封高效间壁式热交换器46板式换热器的垫圈高效间壁式热交换器47板式换热器的垫圈高效间壁式热交换器47c压紧装置

将垫圈压紧，产生足够密封力，固定与活动的压紧板、压紧螺栓组成：作用：高效间壁式热交换器48c压紧装置将垫圈压紧，产生足够密封力，固定与活动的压紧板板式换热器优点结构紧凑，占用空间小很小的空间即可提供较大的换热面积，不需另外的拆装空间；相同使用环境下，其占地面积和重量是其他类型换热器的1/3～1/5。传热系数高雷诺准数>10时，即可产生剧烈湍流，一般总传热系数可高达3000～8000W/M2.K。端部温差小逆流换热，可达到1℃的端部温差。热损失小只有板片边缘暴露，不需保温，热效率≥98%。适应性好，易调整通过改变板片数目和组合方式即可调节换热能力，与变化的热负荷相匹配。流体滞留量小，对变化反应迅速，拆装简单，容易维护板片是独立的单元体，拆装简单，可将密封垫密闭的板片拆开、清洗。结垢倾向低高度紊流、光滑板表面，使积垢机率很小，且具自清洁功能，不易堵塞。低成本使用一次冲压成型的波纹板片装配而成，金属耗量低，当使用耐蚀材料时，投资成本明显低于其他的换热器。高效间壁式热交换器49板式换热器优点结构紧凑，占用空间小很小的空间即可提供较大的板式换热器缺点缺点：处理能力不大，操作压力比较低，一般不超过20atm，受垫片耐热性的限制，操作温度不能太高，一般合成橡胶垫不超过130℃，压缩石棉垫圈也不超过250℃。高效间壁式热交换器50板式换热器缺点缺点：处理能力不大，操作压力比较低，一般不超过3型号表示法板式换热器代号板式波纹形式代号单板工程换热面积设计压力换热器换热面积垫片材料代号框架结构形式代号举例：BR0.3—1.6—15—N—IB＿板式热交换器BL＿板式冷凝器BZ＿板式蒸发器高效间壁式热交换器513型号表示法板式换热器代号板式波纹形式代号单板工程换热面积第三节板翅式热交换器1基本结构板束导流片封头隔板翅片封条基本单元（通道）高效间壁式热交换器52第三节板翅式热交换器1基本结构板束导流片封头隔板翅片板翅式换热器结构组成由基本换热元件组成，（a），在两块平隔板1中夹着一块波纹形导热翅片3，两端用侧条2密封，形成一层基本换热元件，许多这样的元件交错叠合（使相邻两流道流动方向交错）焊接起来构成板式换热器。（b）是一种叠合方式。波纹板形式（a）为平直形翅片，还有锯齿翅片图、翅片带孔图、弯曲翅片图等形式，目的是增加流体的扰动，增强传热。板翅式换热器由于两侧都有翅片，做气－气换热，传热系数对空气可达350W/(m2·℃)。板翅换热器结构非常紧凑，轻巧，每立方米体积中容纳的传热面积可高达4300m2，承压可达100bar。但它容易堵塞，清洗困难，不易检修。适用于清洁和无腐蚀的流体换热。高效间壁式热交换器53板翅式换热器结构组成由基本换热元件组成，（a），在两块板翅式换热器结构原理图1—平隔板；2—侧条；3—翅片；4—流体高效间壁式热交换器54板翅式换热器结构原理图高效间壁式热交换器54光直翅片锯齿翅片多孔翅片高效间壁式热交换器55光直翅片锯齿翅片多孔翅片高效间壁式热交换器55

板翅式换热器1，3—侧板；2，5—隔板；4—翅片不同流型的板束通道高效间壁式热交换器56板翅式换热器不同流型的板束通道高效间壁式热交换器56高效间壁式热交换器57高效间壁式热交换器57a翅片b隔板c封条d分配段e集流箱两种流体逆流换热时板翅式热交换器分解图高效间壁式热交换器58a翅片b隔板c封条d分配段e集流箱两种流体逆流换热a翅片扩大传热面积，提高换热器紧凑性和传热效率支撑隔板，提高热交换器的强度和承压能力1平直翅片（PZ）具有很长光滑壁的长方形翅片，流动和传热特性与圆管内的相似。流动阻力小，换热系数也很小适用于：阻力要求严格，而本身对流换热系数较大的场合。传热机理：二次传热表面高效间壁式热交换器59a翅片扩大传热面积，提高换热器紧凑性和传热效率支撑隔板，提2锯齿形翅片（JC）将平直翅片切成许多短小片段，相互错开一定的间隔，间断式；促进流体的湍动，破坏热边界层，强化换热；适用于：气体通道，高、低温介质温差较大的场合、黏度较大的油通道；传热性能与翅片切开长度有关。高效间壁式热交换器602锯齿形翅片（JC）将平直翅片切成许多短小片段，相互错开一3多孔翅片（DK）平直翅片上冲出许多圆孔或方孔而形成，翅片开孔率5-10%，孔的排列方式有长方形、平行四边形、正三角形；孔破坏传热边界层，提高传热效果，高Re数时会出现噪音和振动；开孔有利于流体的均匀分配，利于介质中杂质、颗粒的冲刷和排除；适用于：有相变介质的换热，用作入口处的导流片高效间壁式热交换器613多孔翅片（DK）平直翅片上冲出许多圆孔或方孔而形成，翅片4波纹翅片（PW）在平直翅片上压成一定的波形而形成，传热效果介于平直形和锯齿形之间；流体在内流动时不断改变流向，促进湍动，分离、破坏热边界层，强化传热；波纹越密，波幅越大，传热性能越好，但阻力也增大；耐压强度较高；适用于：压力较高的气体换热场合。其他：百叶窗式，片条式翅片、钉状翅片高效间壁式热交换器624波纹翅片（PW）在平直翅片上压成一定的波形而形成，传热效翅片的表示方法：用汉语拼音和数字65PZ2103表示：65—翅高6.5mm21—节距2.1mm03—翅厚0.3mmPZ—平直高效间壁式热交换器63翅片的表示方法：用汉语拼音和数字65PZ2103表示：65—b封条使流体在单元体的流道中流动而不向两侧外流c隔板表面覆盖一层钎料合金的金属板，与翅片焊接成整体，钎料合金厚度约为0.1-0.4mm。含硅5-12%d导流片（分配段）使介质在翅片中均匀分布，便于封头的布置保护较薄翅片制造时不受损坏，避免通道堵塞高效间壁式热交换器64b封条使流体在单元体的流道中流动而不向两侧外流c隔板表面高效间壁式热交换器65高效间壁式热交换器65I型：主要用于换热器的端部有两个封头，需把流体引导到端部一例的封头内的场合。II型：主要用于换热器端部有三个以上的封头，需把一股流体引导到中间封头的场合。III型：主要用于换热器端部敞开或仅有一个封头的场合，或用于错流形的换热器高效间壁式热交换器66I型：主要用于换热器的端部有两个封头，需把流体引导到端部一例IV型主要用于换热器端部无法布置封头，需把封头布置于两侧的场合e封头即为集流器，聚集流体，并使板束和工艺管道连接起来V型：应用较少，主要用于管路布置中高效间壁式热交换器67IV型主要用于换热器端部无法布置封头，需把封头布置于两侧的顺流形式换热效率较低，应用较少，主要用在加热时需要避免流体被加热（或冷却）到高（或低）于某一规定温度的场合3流道布置优点：高效间壁式热交换器68顺流形式换热效率较低，应用较少，主要用在加热时需要避逆流形式热利用率高，平均温差较小，应用最普遍优点：高效间壁式热交换器69逆流形式热利用率高，优点：高效间壁式热交换器69错流形式错逆流形式传热效率高，可使换热器布置比较合理，常用于一侧有相变或温差变化很小的场合可缩小通道截面积，提高介质初速，从而提高给热系数，结构紧凑，适用于两种流体换热系数相差较大的场合优点优点：高效间壁式热交换器70错流形式错逆流形式传热效率高，可使换热器混流形式可同时处理几种流体的换热，并能合理分配各种流体的传热面积，使换热器更为紧凑，减小冷量损失，适用于多种流体进行换热的场合优点：高效间壁式热交换器71混流形式可同时处理几种流体的换热，并能合4组装结构并联组装在制造时截面积和长度都要受到钎焊工艺的限制单个板束热交换器不能满足使用需要，采用组装体高效间壁式热交换器724组装结构并联组装在制造时截面积和长度都要受串联组装高效间壁式热交换器73串高效间壁式热交换器73串并联组装高效间壁式热交换器74串并联组装高效间壁式热交换器745优缺点传热效率高：可对介质造成扰动，使边界层不断破裂更新，从热强化换热结构紧凑，重量轻：重量仅为具有相同换热面积的管壳式的1/10，而单位传热面积的金属消耗比管壳式小几倍适用范围广：可以适用于气—气、气—液、液—液间各种不同介质患热，亦可用作蒸发器、冷凝器。适用于逆流、错流、多股流、多程流等不同工况的换热，可在-273℃—+500℃温度范围内使用同一设备内，可允许2-9种介质间进行换热制造工艺复杂，且要求严格容易堵塞，清洗和检修较困难高效间壁式热交换器755优缺点传热效率高：可对介质造成扰动，使边界层不断破裂更新2传热机理

传热特点是：具有扩展的二次传热表面(翅片)。如图所示，高温侧流体的热量除了由一次表面（隔板）导入低温侧流体，还沿翅片高度方向传递部分热量。即沿翅片高度方向由隔板导入热量，再将这些热量对流传递给低温侧流体。翅片高度大大超过了翅片的厚度，因此沿翅片高度方向的导热过程类似于均质细长导杆的导热，翅片热阻不能被忽略。翅片表面的温度分布情况如果所示。翅片两端温度最高，等于隔板温度。随着翅片和流体的对流放热，温度不断降低直至在翅片中部趋于流体温度。高效间壁式热交换器762传热机理传热特点是：具有扩展的二次传热表面(翅片)第五节热管热交换器1热管的发展及现状1944年:通用发动机公司的R.S.Gaugler首先提出了热管的工作原理,但是他的想法当时并没有被广泛的采纳利用。1963年:美国的LosAlamos国家实验室的G.M.Grover重新独立发明了这种传热元件,并进行了性能测试实验,将这种传热元件正式命名为热管-heatpipe。1965年:Cotter首次提出了较完整的热管理论。70年代以来:热管技术飞速发展.我国也自70年代开始,展开了对热管的研究和应用。现在热管在电子工业、余热回收、新能源等方面得到了广泛应用热管的工作原理及结构高效间壁式热交换器77第五节热管热交换器1热管的发展及现状1944年:通用发动2热管的组成

热管是一种利用气化和冷凝的高潜热及毛细抽吸现象，无需外界动力而能够进行传热的高效节能元件以吸热芯热管来介绍热管的结构管壳毛细多空材料（管芯）蒸汽通道蒸发段绝热段冷凝段高效间壁式热交换器782热管的组成热管是一种利用气化和冷凝的高潜热及毛细抽吸现3热管的工作过程

热量由蒸发段输入后，毛细材料中的工作液受热蒸发，蒸汽顺着蒸汽通道流向冷凝段；在冷凝段，蒸汽受到冷凝结成液体，放出热量；凝结液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。高效间壁式热交换器793热管的工作过程热量由蒸发段输入后，毛细材料高效间壁式热交换器80高效间壁式热交换器80

热管工作的主要任务是从加热段吸收热量，通过内部相变传热过程，把热量输送到冷却段，从而实现热量转移，完成这一转移有六个同时发生又相互关联的主要过程：（1）热量从热源通过热管管壳和吸液芯（吸液芯中充满工作液体）传递到液—汽分界面（2）液体的蒸发段内的液—汽分界面上蒸发（3）蒸气腔内的蒸汽从蒸发段流到冷却段（4）蒸气在冷却段内的汽—液分界面上的凝结（5）热量从液—汽分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源（6）在吸液芯内由毛细作用使冷凝液从冷却段回流到蒸发段高效间壁式热交换器81热管工作的主要任务是从加热段吸收热量，通过内部相变传管壳作用：将热管的工作部分封闭起来，在热管两端部接受和放出热量，并承受一定的压力要求：a在整个工作压力范围内不发生工质泄露，寿命够长b管壳结构既能承受内部最大的蒸汽压力，又能兼顾降低管壁热阻，管壁尽可能薄c管壳材料与工质必须相容，避免有腐蚀和气体产生的现象出现d管壳材料经得住工艺除气工程中的高温e管壳材料湿润性好，导热系数高材料：不绣钢，铜，铝，镍，玻璃，陶瓷高效间壁式热交换器82管壳作用：将热管的工作部分封闭起来，在热管两端部接受和放出管芯（毛细多孔材料）作用：产生毛细抽吸力，使液体由冷凝段回流到蒸发段要求：a起到有效的毛细泵作用b与工质、管壁材料必须相容c具有较高渗透率且传热性能好d具有足够的刚性，以保证吸液芯与管壁紧密接触e便于加工，性能可靠，经济性好分类：a紧贴管壁的单层及多层网芯高效间壁式热交换器83管芯（毛细多孔材料）作用：产生毛细抽吸力，使液体由冷凝段回流b烧结粉末管芯c轴向槽道式管芯d组合管芯一定数目的金属粉末或金属丝网烧结在管内壁面而成在管壳内壁开轴向细槽，以提供毛细压头及液体回流通道高效间壁式热交换器84b烧结粉末管芯c轴向槽道式管芯d组合管芯一定数目的金属工作液作用：携带热量要求：a具有较高的汽化潜热和导热系数，及合适的饱和压力和沸点b具有较低的粘度，良好的稳定性c具有较大的表面张力和润湿毛细结构的能力d对毛细结构和管壁无溶解作用种类：随热管内部的工作温度而定低温范围内：乙醇，丙酮，氟利昂，液氨，液氮，液氢常温：水高温范围内：联苯，萘，汞，液态金属（钾、钠、钾钠合金）高效间壁式热交换器85工作液作用：携带热量要求：a具有较高的汽化潜热和导热系数，4热管的分类吸热芯热管（依靠毛细力）两相热虹吸管（依靠重力回流）旋转热管（依靠离心力）重力辅助(依靠毛细力和重力)

电动力热管磁液体动力热管平板热管脉动热管回路热管高效间壁式热交换器864热管的分类吸热芯热管（依靠毛细力）两相热虹吸管（依靠重力5热管工作时的特点

假设热管中沿蒸发段蒸发是均匀的，沿冷凝段冷凝也是均匀的，则热管工作时其内的质量流量、压力及温度分布如图：质量流量：在冷凝段上，工作液在流动方向上因蒸汽不断冷凝而增加；而在蒸发段，工作液在流动方向上因蒸发而不断减少；在绝热段，工作液保持不变温度：蒸发段的饱和温度稍高于冷凝段饱和温度，此温差<1-2℃压力：高效间壁式热交换器875热管工作时的特点假设热管中沿蒸发段蒸发是均匀的表面张力与毛细管现象表面张力：在等温情况下增加液体单位表面积所需要的功。接触角θ：液体表面及固体表面切线间的夹角。θ>90°，为不浸润液体，液面在表面张力的作用下下降。θ<90°,为浸润液体，液面在表面张力的作用下上升

6普通热管原理高效间壁式热交换器88表面张力与毛细管现象6普通热管原理高效间壁式热交换器88受力分析得到方程:假定R1=R2整理后得到:高效间壁式热交换器89受力分析得到方程:假定R1=R2整理后得到:高效间壁式热交换热管内的毛细头平衡时有:上升高度h:就是毛细头,它是热管循环的基本推动力高效间壁式热交换器90热管内的毛细头平衡时有:上升高度h:就是毛细头,它是热管循环7热管的传热极限粘性极限声速极限携带极限毛细极限沸腾极限高效间壁式热交换器917热管的传热极限粘性极限声速极限携带极限毛细极限沸腾极限高粘性极限：1-2热管中蒸汽流动的粘滞阻力限制了热管的最大传热能力声速极限：2-3热管内蒸汽流速在某一点达到当地声速而限制热的传热能力携带极限：3-4热管内部蒸气流速过高，将逆向回流的冷凝液体部分地从汽—液交界面上“撕脱”下来，携带至热管的冷凝段，从而破坏了热管的正常工作并达到传热极限高效间壁式热交换器92粘性极限：1-2热管中蒸汽流动的粘滞阻力限制了热管的最大传热毛细极限：4-5热管在工作条件下，内部的汽、液循环流动所产生的压力降和重力场对管内流动的影响，由此面带来的压力损失恰好与热管内吸液芯所产生的最大毛细压头相平衡，此时所达到的热管传热极限沸腾极限：5-6热管加热段吸液芯中的液体受热沸腾所产生的气泡阻碍了正常液体的回流，或由于径向热流密度过大，从而形成膜态沸腾，使得壁面干涸所产生的传热极限高效间壁式热交换器93毛细极限：4-5热管在工作条件下，内部的汽、液循环流动所产生8热管的优点很高的导热性:比普通的金属导体高几个数量级。优良的等温性:蒸汽处于饱和状态,从而保证了很小的温差,利用该特性来实现温度展平。热流密度可变性:可以通过改变蒸发段和冷凝段的面积来很方便的调节热流密度。热流方向的可逆性:由于其内部循环动力是毛细力,所以任意一端受热都可以成为蒸发段。环境的适应性:热管的形状可以随热源和冷源的条件而变化,并可以将热源和冷源分隔在两个场所进行热交换。高效间壁式热交换器948热管的优点很高的导热性:比普通的金属导体高几个数量级。高由两块平行的板壳和吸液芯组成,通道截面为扁平的矩形。目前,出现了由多个微型热管平行排列组成的新型平板热管,它的两块平行紫铜板中间采用焊接的方式固定若干互相平行的细铜丝,其中每相邻两根铜丝和上下两块紫铜板之间围成一个通道,通道截面由两条半圆曲线和两条平行直线构成。平板热管由于质量轻、良好的启动性和均温性的优势,而成为目前电子元件散热方面的热点研究,在国外已经得到应用。平板热管高效间壁式热交换器95平板热管高效间壁式热交换器95脉动热管是由金属毛细管弯曲成蛇形结构,管内抽成真空后充注部分工作介质,由于管径足够小,管内将形成气泡柱和液体柱间隔布置并呈随机分布的状态。在蒸发端,工质吸热产生气泡,迅速膨胀和升压,推动工质流向低温冷凝端。那里,气泡冷却收缩并破裂,压力下降。这样,由于两端间存在压差以及相邻管子之间存在的压力不平衡,使得工质在蒸发端和冷凝端之间振荡流动,从而实现热量的传递高效间壁式热交换器96脉动热管是由金属毛细管弯曲成蛇形结构,高效间壁式热交换器96(LoopHeatPipe,简称LHP)作为一种新型热控技术,经过近三十年的发展,已日趋成熟,利用蒸发器内的毛细芯产生的毛细力驱动回路运行,利用工质的蒸发和冷凝,能在小温差、长距离的情况下传递大量的热量,是一种高效的两相传热装置,主要应用于空间技术热控制。环路热管高效间壁式热交换器97(LoopHeatPipe,简称LHP)作Thankyouforyourattention高效间壁式热交换器98Thankyoufor高效间壁式热交换器984混合式热交换器4.1冷水塔4.1.1冷水塔的类型（干式和湿式）（★）4.1.2冷水塔的构造（★）4.1.3冷水塔的工作原理（★）4.1.4冷水塔的热力计算4.1.5冷水塔的通风阻力计算4.1.6冷水塔的设计计算依靠冷、热流体直接接触进行传热的，这种方式避免了传热间壁及其两侧污垢所形成的热阻。高效间壁式热交换器994混合式热交换器4.1冷水塔依靠冷、热流体直接接触进行传思考题：1冷水塔的构造包括哪几部分？各自的作用是什么？2冷水塔内水温下降的原因是什么？各自的推动力是什么？3冷却数和冷水塔特性数的定义各是什么？其意义各是什么？各值均与那些量有关？计算中两值各怎么确定？高效间壁式热交换器100思考题：高效间壁式热交换器1004.2喷射式热交换器4.2.1喷射式热交换器的一般问题（★）4.2.2汽—水喷射式热交换器4.2.3水—水喷射式热交换器思考题：1喷射式热交换器内部流体的运动可用什么定律来描述？2喷射系数对汽—水喷射式热交换器的影响是什么？高效间壁式热交换器1014.2喷射式热交换器高效间壁式热交换器1014.3混合式冷凝器4.3.1混合式冷凝器的类型4.3.2液柱式冷凝器的设计计算（▼）4.3.3液柱式冷凝器的安装（▼）思考题：混合式冷凝器的类型有哪些？工作原理各是什么？高效间壁式热交换器1024.3混合式冷凝器高效间壁式热交换器102演讲完毕，谢谢听讲!再见，seeyouagain3rew2022/12/20高效间壁式热交换器演讲完毕，谢谢听讲!再见，seeyouagain3rew103高效间壁式热交换器2022/12/20高效间壁式热交换器高效间壁式热交换器2022/12/19高效间壁式热交换器104高效间壁式热交换器3.1螺旋板式热交换器3.2板式热交换器3.3板翅式热交换器3.4翅片管热交换器3.5热管热交换器3.6蒸发冷却（冷凝）器的结构高效间壁式热交换器105高效间壁式热交换器3.1螺旋板式热交换器高效间壁式热交换器高效就是换热效率高，结构紧凑即在增加换热器的传热面积的同时，也要减小换热器的体积“紧凑性”—热交换器的单位体积中所包含的传热面积的大小，m2/m3紧凑式热交换器：>700m2/m3非紧凑性热交换器：<700m2/m3高效间壁式热交换器高效间壁式热交换器106高效就是换热效率高，结构紧凑高效间壁式热交换器高效间壁式热交螺旋板式换热器螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。卷制后，在器内形成两条相互隔开的螺旋形通道，在顶、底部分别焊有封头和两流体进出口接管。其中有一对进出口接管是设在园周边上，而另一对进出口则设在圆鼓的轴心上。换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。第一节螺旋板式热交换器高效间壁式热交换器107螺旋板式换热器螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上基本构造外壳

螺旋体密封装置进出口中心处有隔板将板片两侧流体隔开，各通道为环状单一通道，其截面积为矩形，进出管分别接于两通道的边缘端具体的说螺旋板式热交换器的构造螺旋形传热板隔板头盖连接管高效间壁式热交换器108基本构造外壳螺旋体密封装置进出口中心处有隔板将板片工作过程

冷热两种流体分别在两个螺旋通道中流动，流体1从中心进入，沿螺旋形通道流到周边流出；流体2则由周边进入，沿螺旋通道流到中心流出。螺旋流道有利于提高传热系数。高效间壁式热交换器109工作过程冷热两种流体分别在两个螺旋通道中流动定距柱作用保证流道的间距；加强湍流；增加螺旋板刚度。固定方式用3～10mm的圆钢在卷板前预先焊接在钢板上。高效间壁式热交换器110定距柱作用保证流道的间距；固定方式用3～10mm的圆钢在卷板高效间壁式热交换器111高效间壁式热交换器8分类不可拆式:可拆式通道两端全部垫入密封条后焊接密封冷流体由外周边流向中心排出，热流体由中心外周排出，纯逆流夜—液热交换器，公称压力<2.5MPa通道两端面交错焊死，两端面的密封采用端盖加垫片冷流体由外周流向中心，热流体由中心流向周边，纯逆流气—液热交换器，公称压力<1.6MPa一通道两端焊死，另一通道两端全部敞开，两端面的密封采用端盖加垫片一侧流体由外周流向中心在流向另一周边，另侧流体做轴向流动气—液冷凝器，公称压力<1.6MPa高效间壁式热交换器112分类不可拆式:通道两端全部垫入密封条后焊接密封冷流体由外周螺旋板式换热器按流道布置和封头形式可分为：I型结构：两个螺旋通道两侧完全焊接封闭，不可拆。两流体均作螺旋运动，通常冷流体由外周流入，热流体从中心流入，形成完全逆流流动。主要用于液体与液体之间的传热。II型结构：一个螺旋通道焊接封闭，另一通道的两侧敞开。一流体作螺旋形流动，另一流体则作轴向流动。适合于两流体的流量相差很大的场合。常做蒸汽冷凝器、气体冷却器使用。III型结构：一流体作螺旋形流动，另一流体则是轴向流动和螺旋流动的组合，适用于蒸汽的冷凝和冷却。高效间壁式热交换器113螺旋板式换热器按流道布置和封头形式可分为：高效间壁式热交换螺旋板换热器结构形式

Ⅲ型螺旋板换热器

高效间壁式热交换器114螺旋板换热器结构形式Ⅲ型螺旋板换热器高效间壁式热交换器1螺旋板式换热器高效间壁式热交换器115螺旋板式换热器高效间壁式热交换器12螺旋板式换热器的特点传热系数高由于离心力的作用，可在较低Re数下出现湍流(Re=1400-1800)，允许流速可达2m/s，故传热系数较高，如水对水的换热，传热系数可达2000-3000W/（m2·K）。不易堵塞由于流速较高，又是在螺旋流道内流动，能较好的发挥流体对板面的冲刷作用，因而流体中的悬浮物不易沉积下来。由于流道长，可为完全逆流，便于控制温度和利用低温热源，操作时允许较低的温度差，因此，在一些低温差传热的场合，采用螺旋板换热器比较合适。结构紧凑，制造简便，单位体积设备内的传热面积约为列管式换热器的3倍。操作压力和温度不能太高，尤其是所能承受的压力比较低，操作压力只能在20atm以下，操作温度约在300-400℃以下。不易检修，整个换热器已被卷制焊接为一个整体，一旦发生中间泄漏或其他故障，设备即告报废。高效间壁式热交换器116螺旋板式换热器的特点传热系数高由于离心力的作用，可在较低R(2)螺旋板式换热器高效间壁式热交换器117(2)螺旋板式换热器高效间壁式热交换器14高效间壁式热交换器118高效间壁式热交换器15结构板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成，用框架将板片夹紧组装于支架上。两个相邻板片的边缘衬以垫片(各种橡胶或压缩石棉等制成)压紧，板片四角有圆孔，形成流体的通道。第二节板式热交换器高效间壁式热交换器119结构板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成，第二节传热板片密封垫圈压紧装置轴及接口管等组成高效间壁式热交换器120传热板片密封垫圈压紧装置轴及接口管等组成高效间壁式热交换器1板式换热器的构造高效间壁式热交换器121板式换热器的构造高效间壁式热交换器18高效间壁式热交换器122高效间壁式热交换器19高效间壁式热交换器123高效间壁式热交换器20平板式换热器若干矩形板片，其上四角开有圆孔，通过圆孔外设置或不设置圆环形垫片可使每个板间通道只留两个孔相连。（a）平板式换热器流向示意图(b）平板式换热器板片平板式换热器高效间壁式热交换器124平板式换热器（a）平板式换热器流向示意图(

板四角开有角孔，流体由一个角孔流入，即在两块板形成的流道中流动，而经另一对角线角孔流出（该板的另外两个角孔则由垫片堵住），流道很窄，通常只有3～4mm，冷热两流体的流道彼此相间隔。为了强化流体在流道中的扰动，板面都做成波纹形。板片间装有密封垫片，它既用来防漏，又用以控制两板间的距离。冷热两流体分别由板的上、下角孔进入换热器，并相间流过奇数及偶数流道，然后再从下、上角孔流出。传热板片是板式换热器的关键元件，不同类型的板片直接影响到传热系数、流动阻力和承受压力的能力。板片的材料，通常为不锈钢，对于腐蚀性强的流体（如海水冷却器），可用钛板。工作过程高效间壁式热交换器125板四角开有角孔，流体由一个角孔流入，即在两块板式换热器结构原理图

高效间壁式热交换器126板式换热器结构原理图高效间壁式热交换器23高效间壁式热交换器127高效间壁式热交换器24板式换热器高效间壁式热交换器128板式换热器高效间壁式热交换器25板式换热器的工作原理高效间壁式热交换器129板式换热器的工作原理高效间壁式热交换器261.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.上导板高效间壁式热交换器1301.固定压紧板2.夹紧螺栓3.前端板

4.换热板片安装

固定压紧板上交替的安放一张板片和一个垫圈，然后安放活动压紧板，旋转压紧螺栓。1—上导杆；2—垫片；3—传热板片；4—角孔；5—前支柱；6—固定端板；7—下导杆；8—活动端板高效间壁式热交换器131安装固定压紧板上交替的安放一张板片和一个垫圈，1高效间壁式热交换器132高效间壁式热交换器29高效间壁式热交换器133高效间壁式热交换器30a传热板片流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热提高板片刚度，能耐较高的压力人字形板水平平直波纹板锯齿形板作用：类型：高效间壁式热交换器134a传热板片流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热人字形板水平高效间壁式热交换器135高效间壁式热交换器32板片的样式高效间壁式热交换器136板片的样式高效间壁式热交换器33高效间壁式热交换器137高效间壁式热交换器34高效间壁式热交换器138高效间壁式热交换器35高效间壁式热交换器139高效间壁式热交换器36①强化传热的凹凸形波纹；②用以安装密封垫片的密封槽；③介质进出的角孔；④板片悬挂装置（缺口）；⑤保证密封垫片压紧时对中的定位缺口；⑥板片组装后保持流道一定的间隙、并使流层“网状”化的触点，可使板片在两侧介质有压差情况下减少板片的变形；⑦使介质能均匀沿板片流道宽度分布的导流槽；具有的共同特点高效间壁式热交换器140①强化传热的凹凸形波纹；具有的共同特点高效间壁式热交换器37介质在板片间的流动单边流对角流换向板片：根据流程的需要，相应不冲出某些角孔，介质遇到盲孔即拐弯，进行换向，增加介质的流程单边流对角流高效间壁式热交换器141介质在板片间的流动单边流对角流换向板片：根据流程的需要，相应组装形成三种典型形式：流体在每一程内流经每一垂直流动后，改变方向，流经下一程两介质的主体流向是逆流，但相邻流道中有并流也有逆流。高效间壁式热交换器142组装形成三种典型形式：流体在每一程内流经每一垂直流动后，改变并联流程介质分别流入平行的流道，然后汇集成一股流出，为单程高效间壁式热交换器143并联流程介质分别流入平行的流道，然后汇集成一股流出，为单程高复杂流程同一程内流道是并联的，在程与程之间是串联的高效间壁式热交换器144复杂流程同一程内流道是并联的，在程与程之间是串联的高效间壁式流程组合方式高效间壁式热交换器145流程组合方式高效间壁式热交换器42流程组合的表示方式M1,M2,M3,m1,m2,m3——热侧、冷侧流体流道相同的流程数N1,N2,N3,n1,n2,n3——相应于对应流程内的流道数都是从固定压紧板开始高效间壁式热交换器146流程组合的表示方式M1,M2,M3,m1,m2,m3——热侧综上所述流程可以是单流程或多流程，两流体的流程数可以相等或不相等两流体的流程中通道数不一定相等习惯上以（流程×通道数）来表示流程板片的组合1×4表示甲流体为单流程、四通道2×2表示乙流体为两流程、两通道高效间壁式热交换器147综上所述流程可以是单流程或多流程，两流体的流程数可以相等或不b密封垫圈密封作用，防止介质漏出（外漏）在两板片间造成一定的间隙，形成介质的流道（内漏）承受压力、温度，耐流体的侵蚀良好的弹性，可重复使用材料天然橡胶、丁晴橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、硅胶（80-150℃以下）压缩石棉、石棉橡胶（260-300℃）双道密封信号孔（凹槽）当介质从第一道密封泄露时，可以从信号空泄出，及早发现和检修信号孔还可以避免介质穿通，防止一种介质漏到另一种介质中去高效间壁式热交换器148b密封垫圈密封作用，防止介质漏出（外漏）在两板片间造成一定双道密封高效间壁式热交换器149双道密封高效间壁式热交换器46板式换热器的垫圈高效间壁式热交换器150板式换热器的垫圈高效间壁式热交换器47c压紧装置

将垫圈压紧，产生足够密封力，固定与活动的压紧板、压紧螺栓组成：作用：高效间壁式热交换器151c压紧装置将垫圈压紧，产生足够密封力，固定与活动的压紧板板式换热器优点结构紧凑，占用空间小很小的空间即可提供较大的换热面积，不需另外的拆装空间；相同使用环境下，其占地面积和重量是其他类型换热器的1/3～1/5。传热系数高雷诺准数>10时，即可产生剧烈湍流，一般总传热系数可高达3000～8000W/M2.K。端部温差小逆流换热，可达到1℃的端部温差。热损失小只有板片边缘暴露，不需保温，热效率≥98%。适应性好，易调整通过改变板片数目和组合方式即可调节换热能力，与变化的热负荷相匹配。流体滞留量小，对变化反应迅速，拆装简单，容易维护板片是独立的单元体，拆装简单，可将密封垫密闭的板片拆开、清洗。结垢倾向低高度紊流、光滑板表面，使积垢机率很小，且具自清洁功能，不易堵塞。低成本使用一次冲压成型的波纹板片装配而成，金属耗量低，当使用耐蚀材料时，投资成本明显低于其他的换热器。高效间壁式热交换器152板式换热器优点结构紧凑，占用空间小很小的空间即可提供较大的板式换热器缺点缺点：处理能力不大，操作压力比较低，一般不超过20atm，受垫片耐热性的限制，操作温度不能太高，一般合成橡胶垫不超过130℃，压缩石棉垫圈也不超过250℃。高效间壁式热交换器153板式换热器缺点缺点：处理能力不大，操作压力比较低，一般不超过3型号表示法板式换热器代号板式波纹形式代号单板工程换热面积设计压力换热器换热面积垫片材料代号框架结构形式代号举例：BR0.3—1.6—15—N—IB＿板式热交换器BL＿板式冷凝器BZ＿板式蒸发器高效间壁式热交换器1543型号表示法板式换热器代号板式波纹形式代号单板工程换热面积第三节板翅式热交换器1基本结构板束导流片封头隔板翅片封条基本单元（通道）高效间壁式热交换器155第三节板翅式热交换器1基本结构板束导流片封头隔板翅片板翅式换热器结构组成由基本换热元件组成，（a），在两块平隔板1中夹着一块波纹形导热翅片3，两端用侧条2密封，形成一层基本换热元件，许多这样的元件交错叠合（使相邻两流道流动方向交错）焊接起来构成板式换热器。（b）是一种叠合方式。波纹板形式（a）为平直形翅片，还有锯齿翅片图、翅片带孔图、弯曲翅片图等形式，目的是增加流体的扰动，增强传热。板翅式换热器由于两侧都有翅片，做气－气换热，传热系数对空气可达350W/(m2·℃)。板翅换热器结构非常紧凑，轻巧，每立方米体积中容纳的传热面积可高达4300m2，承压可达100bar。但它容易堵塞，清洗困难，不易检修。适用于清洁和无腐蚀的流体换热。高效间壁式热交换器156板翅式换热器结构组成由基本换热元件组成，（a），在两块板翅式换热器结构原理图1—平隔板；2—侧条；3—翅片；4—流体高效间壁式热交换器157板翅式换热器结构原理图高效间壁式热交换器54光直翅片锯齿翅片多孔翅片高效间壁式热交换器158光直翅片锯齿翅片多孔翅片高效间壁式热交换器55

板翅式换热器1，3—侧板；2，5—隔板；4—翅片不同流型的板束通道高效间壁式热交换器159板翅式换热器不同流型的板束通道高效间壁式热交换器56高效间壁式热交换器160高效间壁式热交换器57a翅片b隔板c封条d分配段e集流箱两种流体逆流换热时板翅式热交换器分解图高效间壁式热交换器161a翅片b隔板c封条d分配段e集流箱两种流体逆流换热a翅片扩大传热面积，提高换热器紧凑性和传热效率支撑隔板，提高热交换器的强度和承压能力1平直翅片（PZ）具有很长光滑壁的长方形翅片，流动和传热特性与圆管内的相似。流动阻力小，换热系数也很小适用于：阻力要求严格，而本身对流换热系数较大的场合。传热机理：二次传热表面高效间壁式热交换器162a翅片扩大传热面积，提高换热器紧凑性和传热效率支撑隔板，提2锯齿形翅片（JC）将平直翅片切成许多短小片段，相互错开一定的间隔，间断式；促进流体的湍动，破坏热边界层，强化换热；适用于：气体通道，高、低温介质温差较大的场合、黏度较大的油通道；传热性能与翅片切开长度有关。高效间壁式热交换器1632锯齿形翅片（JC）将平直翅片切成许多短小片段，相互错开一3多孔翅片（DK）平直翅片上冲出许多圆孔或方孔而形成，翅片开孔率5-10%，孔的排列方式有长方形、平行四边形、正三角形；孔破坏传热边界层，提高传热效果，高Re数时会出现噪音和振动；开孔有利于流体的均匀分配，利于介质中杂质、颗粒的冲刷和排除；适用于：有相变介质的换热，用作入口处的导流片高效间壁式热交换器1643多孔翅片（DK）平直翅片上冲出许多圆孔或方孔而形成，翅片4波纹翅片（PW）在平直翅片上压成一定的波形而形成，传热效果介于平直形和锯齿形之间；流体在内流动时不断改变流向，促进湍动，分离、破坏热边界层，强化传热；波纹越密，波幅越大，传热性能越好，但阻力也增大；耐压强度较高；适用于：压力较高的气体换热场合。其他：百叶窗式，片条式翅片、钉状翅片高效间壁式热交换器1654波纹翅片（PW）在平直翅片上压成一定的波形而形成，传热效翅片的表示方法：用汉语拼音和数字65PZ2103表示：65—翅高6.5mm21—节距2.1mm03—翅厚0.3mmPZ—平直高效间壁式热交换器166翅片的表示方法：用汉语拼音和数字65PZ2103表示：65—b封条使流体在单元体的流道中流动而不向两侧外流c隔板表面覆盖一层钎料合金的金属板，与翅片焊接成整体，钎料合金厚度约为0.1-0.4mm。含硅5-12%d导流片（分配段）使介质在翅片中均匀分布，便于封头的布置保护较薄翅片制造时不受损坏，避免通道堵塞高效间壁式热交换器167b封条使流体在单元体的流道中流动而不向两侧外流c隔板表面高效间壁式热交换器168高效间壁式热交换器65I型：主要用于换热器的端部有两个封头，需把流体引导到端部一例的封头内的场合。II型：主要用于换热器端部有三个以上的封头，需把一股流体引导到中间封头的场合。III型：主要用于换热器端部敞开或仅有一个封头的场合，或用于错流形的换热器高效间壁式热交换器169I型：主要用于换热器的端部有两个封头，需把流体引导到端部一例IV型主要用于换热器端部无法布置封头，需把封头布置于两侧的场合e封头即为集流器，聚集流体，并使板束和工艺管道连接起来V型：应用较少，主要用于管路布置中高效间壁式热交换器170IV型主要用于换热器端部无法布置封头，需把封头布置于两侧的顺流形式换热效率较低，应用较少，主要用在加热时需要避免流体被加热（或冷却）到高（或低）于某一规定温度的场合3流道布置优点：高效间壁式热交换器171顺流形式换热效率较低，应用较少，主要用在加热时需要避逆流形式热利用率高，平均温差较小，应用最普遍优点：高效间壁式热交换器172逆流形式热利用率高，优点：高效间壁式热交换器69错流形式错逆流形式传热效率高，可使换热器布置比较合理，常用于一侧有相变或温差变化很小的场合可缩小通道截面积，提高介质初速，从而提高给热系数，结构紧凑，适用于两种流体换热系数相差较大的场合优点优点：高效间壁式热交换器173错流形式错逆流形式传热效率高，可使换热器混流形式可同时处理几种流体的换热，并能合理分配各种流体的传热面积，使换热器更为紧凑，减小冷量损失，适用于多种流体进行换热的场合优点：高效间壁式热交换器174混流形式可同时处理几种流体的换热，并能合4组装结构并联组装在制造时截面积和长度都要受到钎焊工艺的限制单个板束热交换器不能满足使用需要，采用组装体高效间壁式热交换器1754组装结构并联组装在制造时截面积和长度都要受串联组装高效间壁式热交换器176串高效间壁式热交换器73串并联组装高效间壁式热交换器177串并联组装高效间壁式热交换器745优缺点传热效率高：可对介质造成扰动，使边界层不断破裂更新，从热强化换热结构紧凑，重量轻：重量仅为具有相同换热面积的管壳式的1/10，而单位传热面积的金属消耗比管壳式小几倍适用范围广：可以适用于气—气、气—液、液—液间各种不同介质患热，亦可用作蒸发器、冷凝器。适用于逆流、错流、多股流、多程流等不同工况的换热，可在-273℃—+500℃温度范围内使用同一设备内，可允许2-9种介质间进行换热制造工艺复杂，且要求严格容易堵塞，清洗和检修较困难高效间壁式热交换器1785优缺点传热效率高：可对介质造成扰动，使边界层不断破裂更新2传热机理

传热特点是：具有扩展的二次传热表面(翅片)。如图所示，高温侧流体的热量除了由一次表面（隔板）导入低温侧流体，还沿翅片高度方向传递部分热量。即沿翅片高度方向由隔板导入热量，再将这些热量对流传递给低温侧流体。翅片高度大大超过了翅片的厚度，因此沿翅片高度方向的导热过程类似于均质细长导杆的导热，翅片热阻不能被忽略。翅片表面的温度分布情况如果所示。翅片两端温度最高，等于隔板温度。随着翅片和流体的对流放热，温度不断降低直至在翅片中部趋于流体温度。高效间壁式热交换器1792传热机理传热特点是：具有扩展的二次传热表面(翅片)第五节热管热交换器1热管的发展及现状1944年:通用发动机公司的R.S.Gaugler首先提出了热管的工作原理,但是他的想法当时并没有被广泛的采纳利用。1963年:美国的LosAlamos国家实验室的G.M.Grover重新独立发明了这种传热元件,并进行了性能测试实验,将这种传热元件正式命名为热管-heatpipe。1965年:Cotter首次提出了较完整的热管理论。70年代以来:热管技术飞速发展.我国也自70年代开始,展开了对热管的研究和应用。现在热管在电子工业、余热回收、新能源等方面得到了广泛应用热管的工作原理及结构高效间壁式热交换器180第五节热管热交换器1热管的发展及现状1944年:通用发动2热管的组成

热管是一种利用气化和冷凝的高潜热及毛细抽吸现象，无需外界动力而能够进行传热的高效节能元件以吸热芯热管来介绍热管的结构管壳毛细多空材料（管芯）蒸汽通道蒸发段绝热段冷凝段高效间壁式热交换器1812热管的组成热管是一种利用气化和冷凝的高潜热及毛细抽吸现3热管的工作过程

热量由蒸发段输入后，毛细材料中的工作液受热蒸发，蒸汽顺着蒸汽通道流向冷凝段；在冷凝段，蒸汽受到冷凝结成液体，放出热量；凝结液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。高效间壁式热交换器1823热管的工作过程热量由蒸发段输入后，毛细材料高效间壁式热交换器183高效间壁式热交换器80

热管工作的主要任务是从加热段吸收热量，通过内部相变传热过程，把热量输送到冷却段，从而实现热量转移，完成这一转移有六个同时发生又相互关联的主要过程：（1）热量从热源通过热管管壳和吸液芯（吸液芯中充满工作液体）传递到液—汽分界面（2）液体的蒸发段内的液—汽分界面上蒸发（3）蒸气腔内的蒸汽从蒸发段流到冷却段（4）蒸气在冷却段内的汽—液分界面上的凝结（5）热量从液—汽分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源（6）在吸液芯内由毛细作用使冷凝液从冷却段回流到蒸发段高效间壁式热交换器184热管工作的主要任务是从加热段吸收热量，通过内部相变传管壳作用：将热管的工作部分封闭起来，在热管两端部接受和放出热量，并承受一定的压力要求：a在整个工作压力范围内不发生工质泄露，寿命够长b管壳结构既能承受内部最大的蒸汽压力，又能兼顾降低管壁热阻，管壁尽可能薄c管壳材料与工质必须相容，避免有腐蚀和气体产生的现象出现d管壳材料经得住工艺除气工程中的高温e管壳材料湿润性好，导热系数高材料：不绣钢，铜，铝，镍，玻璃，陶瓷高效间壁式热交换器185管壳作用：将热管的工作部分封闭起来，在热管两端部接受和放出管芯（毛细多孔材料）作用：产生毛细抽吸力，使液体由冷凝段回流到蒸发段要求：a起到有效的毛细泵作用b与工质、管壁材料必须相容c具有较高渗透率且传热性能好d具有足够的刚性，以保证吸液芯与管壁紧密接触e便于加工，性能可靠，经济性好分类：a紧贴管壁的单层及多层网芯高效间壁式热交换器186管芯（毛细多孔材料）作用：产生毛细抽吸力，使液体由冷凝段回流b烧结粉末管芯c轴向槽道式管芯d组合管芯一定数目的金属粉末或金属丝网烧结在管内壁面而成在管壳内壁开轴向细槽，以提供毛细压头及液体回流通道高效间壁式热交换器187b烧结粉末管芯c轴向槽道式管芯d组合管芯一定数目的金属工作液作用：携带热量要求：a具有较高的汽化潜热和导热系数，及合适的饱和压力和沸点b具有较低的粘度，良好的稳定性c具有较大的表面张力和润湿毛细结构的能力d对毛细结构和管壁无溶解作用种类：随热管内部的工作温度而定低温范围内：乙醇，丙酮，氟利昂，液氨，液氮，液氢常温：水高温范围内：联苯，萘，汞，液态金属（钾、钠、钾钠合金）高效间壁式热交换器188工作液作用：携带热量要求：a具有较高的汽化潜热和导热系数，4热管的分类吸热芯热管（依靠毛细力）两相热虹吸管（依靠重力回流）旋转热管（依靠离心力）重力辅助(依靠毛细力和重力)

电动力热管磁液体动力热管平板热管脉动热管回路热管高效间壁式热交换器1894热管的分类吸热芯热管（依靠毛细力）两相热虹吸管（依靠重力5热管工作时的特点