第六章7换热器

传热效率--传热单元数法的应用例题：一逆流套管换热器A=15.8m2，mh=2.85Kg/S，T1=110℃，mc=0.66Kg/S，t1=35℃，比热容分别是1.9KJ/Kg℃和4.18KJ/Kg℃.K=320w/m2℃.求Q及t2.4.6换热器4.6.1换热器的分类4.6.2间壁式换热器的类型4.6.3列管换热器的选用4.6.4传热的强化途径4.6.5新型的换热设备返回4.6.1换热器的分类按用途分类加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器按冷、热流体热量交换方式分类混合式、蓄热式、间壁式主要内容1.根据工艺要求，选择适当的换热器类型2.通过计算选择合适的换热器规格4.6.2间壁式换热器的类型一、夹套换热器优点：结构简单缺点：

A小釜内小强化措施：釜内加搅拌釜内加蛇管外循环二、蛇管换热器1.沉浸式强化措施：容器内加搅拌器，提高K优点：结构简单管内能耐高压缺点：

管外小2.喷淋式优点：结构简单管内能耐高压管外比沉浸式大缺点：喷淋不易均匀占地面积大三、套管换热器优点：结构简单能耐高压

(K)或tm大缺点：结构不紧凑A/V小接头多，易漏四、列管换热器管板、管束、封头、壳体t>50C时，考虑热补偿措施1.固定管板式——补偿圈补偿特点：结构简单，壳程检修和清洗困难t<70C2.浮头式——浮头补偿特点：可完全消除热应力,便于清洗和检修,结构复杂3.U型管式——U型管补偿特点：结构较浮头简单；但管程不易清洗4.6.3列管换热器的选用1.根据工艺任务，计算热负荷2.计算tm3.依据经验选取K，估算A4.确定冷热流体流经管程或壳程，选定u先按单壳程多管程计算，如果<0.8，应增加壳程数；由u和V估算单管程的管子根数，由管子根数和估算的A，估算管子长度，再由系列标准选适当型号的换热器。5.核算K分别计算管程和壳程的，确定垢阻，求出K，并与估算的K进行比较。如果相差较多，应重新估算。6.计算A根据计算的K和tm，计算A，并与选定的换热器A相比，应有10%~25%的裕量。1流体流经的路径选则

⑴不清洁易结垢的物料流过易于清洗的一侧管内易于清洗；⑵需要通过增大流速以提高给热系数的流体应选管程；⑶腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀；⑷压力高的流体宜选管程，以防止壳体受压；⑸蒸汽走壳程，冷凝液易于排出；⑹被冷却的流体一般走壳程，便于散热；⑺粘度大流量小流体选壳程，壳程Re>100即可达到湍流。(1)流体流经管程或壳程的选择管程：不清洁或易结垢、腐蚀性、压力高的流体壳程：饱和蒸汽、需要冷却、黏度大或流量小的流体原则：传热效果好，结构简单，清洗方便(2)流体uu选择是经济权衡，要避免层流流动uK，在同Q、tm下A，节省设备费uHf，操作费用增加(3)换热器中管子的规格和排列方式管子的规格：19×2mm和25×2.5mm管长：1.5m、2.0m、3.0m、6.0m排列方式：正三角形正方形直列正方形错列圆缺形圆盘形多管程：管内流体u加挡板：增大壳程流体的湍动壳程管壳式换热器的给热系数4.6.4传热过程的强化途径一、增大tm加热剂T1或冷却剂t1两侧变温，尽量采用逆流强化传热，可tm、A/V、K二、增大A/V直接接触传热，可增大A

和湍动程度采用高效新型换热器从改进传热面结构入手来增大A

和湍动程度，使Q(a)光直翅片(b)锯齿翅片(c)多孔翅片三、增大K减小壁、污垢及两侧流体热阻中的主要热阻提高较小一侧有效提高的方法(无相变)：增大流速——多管程加扰流元件——壳程加挡板改变传热面形状和增加粗糙度4.6.5新型的换热器一、平板式换热器增加刚性；提高湍动程度；增加A；易于液体均匀分布优点：

结构紧凑操作灵活

K大缺点：耐温、耐压差,易漏处理量小二、螺旋板式换热器优点：结构紧凑不易结垢,堵塞

K大

保持逆流,tm大缺点：压力,温度不能太高难以维修三、翅片管换热器增加A，增强管外流体的湍流来提高例题：某化工厂在生产过程中，需将纯苯液体从80℃冷却到55℃，其流量为20000kg/h。冷却介质采用35℃的循环水。冷却水出水为43℃。试选用合适型号的换热器。定性温度下流体物性列于本题附表中。初选换热器型号为G400Ⅱ-1.6-22,有关参数如下。有一管壳式换热器，