《换热设备实习》课件

换热设备实习实习是将理论知识应用于实践的重要环节，通过实践学习换热设备的设计、安装、调试和维护等方面的知识。实习目的理论联系实际将课堂上学到的理论知识应用到实际操作中，加深理解和掌握换热设备的原理、结构和运行。实践技能提升培养独立操作、故障排除等实践能力，提高对换热设备的维护和管理水平。团队协作在团队合作中，学习与他人沟通、协调、配合，提升团队合作意识。实习内容换热设备类型了解常见换热设备类型，包括板式换热器、管壳式换热器、螺旋板换热器和涡旋换热器。换热设备原理学习换热设备的基本原理，包括热量平衡、传热过程和热传递系数等。设备结构分析深入分析不同类型换热设备的结构特点，例如板式换热器的板片、垫片和导流装置等。运行参数掌握换热设备的运行参数，例如流量、温度、压力和换热效率等。常见换热设备类型板式换热器板式换热器采用薄金属板片叠压而成，结构紧凑、传热效率高，适用于各种流体。管壳式换热器管壳式换热器由管束、壳体、封头等组成，适用于高温高压或腐蚀性流体。螺旋板换热器螺旋板换热器由两块螺旋形板片构成，适用于粘性流体或易结垢的流体。涡旋换热器涡旋换热器采用涡旋盘，使流体产生旋转流动，提高换热效率。板式换热器板式换热器是一种高效紧凑的换热设备。它由一系列薄金属板片组成，板片之间设有密封垫片，形成多个平行流道。板式换热器结构紧凑，占地面积小，传热效率高，易于清洗和维护。管壳式换热器管壳式换热器是一种常见的换热设备，其结构主要由管束、壳体和进出口组成。管束通常由许多根细管组成，这些细管排列成一定的形状，例如螺旋形或直线形。壳体包裹着管束，通常由钢板或铸铁制成。进出口用于连接流体，可以是单个进出口或多个进出口。螺旋板换热器螺旋板换热器是一种高效的换热设备，采用两片或多片螺旋板相互交错形成通道，并通过密封装置进行密封。这种结构使冷热流体在板片间形成螺旋流动，提高了传热效率，并可根据需求进行定制。涡旋换热器结构紧凑涡旋换热器结构紧凑，占地面积小，适合安装在空间有限的区域。传热效率高涡旋盘的设计使流体在换热器内部形成涡流，提高了传热效率。应用广泛涡旋换热器可用于各种工业领域，包括化工、制药、食品等。换热设备的原理热量传递换热设备利用热量传递原理，将热量从高温流体传递到低温流体。热量传递主要有三种方式：热传导、热对流和热辐射。传热系数传热系数是衡量换热设备效率的关键指标，代表了单位时间内单位面积上的热量传递量。传热系数越高，换热效率越高，所需换热面积越小，换热设备尺寸越小。热量平衡热量平衡是指换热器中冷热流体之间热量传递的平衡状态。热量平衡原则：热量输入等于热量输出。传热过程传热是指热能从一个物体或系统转移到另一个物体或系统。热量传递的方式主要有三种：传导、对流和辐射。传导是指热能通过物体的分子振动传递。例如，将金属棒的一端加热，热能会通过金属棒的分子振动传递到另一端。对流是指热能通过流体的运动传递。例如，热水加热空气，热空气上升，冷空气下降，形成对流。辐射是指热能通过电磁波传递。例如，太阳辐射的热能通过电磁波传递到地球。板式换热器结构11.板片板片是板式换热器的核心部件，负责进行热量传递，材质通常为不锈钢或钛合金。22.垫片垫片安装在板片之间，密封流体并保证传热面的紧密接触，材质一般为橡胶或石墨。33.导流装置导流装置用于引导流体在板片间流动，提高换热效率，通常包括压花、凹凸纹等结构。44.压紧装置压紧装置负责将板片和垫片紧密压合，确保密封性和传热效率，通常由螺栓和螺母组成。板片11.板片材质板片通常由不锈钢、钛合金或镍合金制成，这些材料具有良好的耐腐蚀性和耐热性，可以承受高温高压的工作环境。22.板片形状板片表面通常呈波纹状或压花状，这些特殊的形状可以增加板片的表面积，提高传热效率。33.板片尺寸板片的尺寸取决于换热器的大小和所需传热面积，常见的板片尺寸有12英寸、16英寸、20英寸等。44.板片数量板片的数量决定了换热器的传热面积，根据实际需求选择合适的数量，以达到最佳的换热效果。垫片垫片是板式换热器的重要部件之一。它用于密封板片之间的缝隙，防止介质泄漏。垫片通常由橡胶或尼龙等材料制成，可以耐高温、耐腐蚀、耐压。垫片的设计需要考虑介质的类型、温度、压力等因素，以确保其密封性能。导流装置作用导流装置是板式换热器的重要组成部分。它用于引导流体在板片之间流动，提高换热效率。类型常见导流装置包括折流板、扰流板和混合板。不同类型的导流装置适用于不同的流体和工况。板式换热器运行参数板式换热器运行参数决定了设备的性能和效率。1流量流体通过换热器的速度。2温度流体进出口的温度差。3压力流体在换热器内的压力损失。流量流量是换热器运行的关键参数，影响换热效率和压降。冷侧流量一般大于热侧流量，这是为了确保冷侧介质能够充分吸收热量。温度参数说明入口温度流体进入换热器时的温度。出口温度流体离开换热器时的温度。温差入口温度与出口温度之差。温度是影响换热效率的重要参数。压力板式换热器工作压力是指流体在换热器内部流动的压力。压力过高会导致设备损坏，压力过低则影响换热效率。0.6-1.6MPa工作压力根据材料和结构设计，板式换热器通常承受0.6到1.6兆帕的工作压力。0.1MPa泄漏压力板式换热器通常设计为在0.1兆帕的泄漏压力下保持密封。1.5MPa试验压力在出厂前，板式换热器会进行1.5兆帕的压力测试，确保结构强度。板式换热器选型效率板式换热器具有高传热效率，这得益于其独特的板片设计和紧凑的结构，有效地提高了热量传递速率。压降板式换热器通常具有较低的压降，这有助于降低能耗，并提高整体系统效率。材料选择多种材料可供选择，包括不锈钢、钛、铜等，满足不同应用场景的需求，并确保设备的耐腐蚀性和耐用性。效率板式换热器管壳式换热器螺旋板换热器涡旋换热器较高较低较高中等板式换热器由于其结构紧凑，传热面积大，热量传递效率较高。管壳式换热器由于传热面积较小，效率较低。螺旋板换热器具有较大的传热面积，效率较高。涡旋换热器介于两者之间，效率中等。压降压降是指流体在换热器中流动时，由于摩擦阻力而导致的压力损失。压降是换热器设计和选型的重要参数之一，它会影响换热器的运行效率和能耗。5kPa板式换热器压降10kPa管壳式换热器压降3kPa螺旋板换热器压降1kPa涡旋换热器压降材料选择耐腐蚀性板式换热器常用于腐蚀性环境，例如海水淡化或化学处理。因此，材料应具有良好的耐腐蚀性能，例如不锈钢或钛合金。耐高温性高温环境下，材料应具有足够的强度和抗氧化性能，以确保换热器的长期稳定运行。例如，高镍合金或耐热钢。管壳式换热器结构11.管束管束是由多个并排排列的金属管组成，是换热器中的主要传热部件。22.壳体壳体是包裹管束的金属外壳，通常由钢制成，并带有进出口连接。33.挡板挡板位于壳体内，用于引导流体流动，并增加流体与管束的接触面积。44.传热介质换热器中使用的传热介质，可以是液体或气体，在管束和壳体之间流动，进行热量交换。管束管束由许多根管子组成。这些管子通常由金属制成。管子通过壳体内的流体进行热交换。管束的形状和尺寸会影响换热效率。管束的结构必须牢固，能够承受压力和温度变化。管束还需易于清洁和维护。壳体材料选择通常采用耐腐蚀性强的材料，例如不锈钢、碳钢或合金钢，具体取决于工作介质的性质。结构设计壳体设计需要确保强度和刚度，同时要考虑流体流动和换热效率。尺寸和形状壳体尺寸和形状取决于换热面积需求、流体流量和压力要求。进出口设计进出口设计进出口设计主要取决于换热器的类型和应用，目的是确保流体的均匀分布和高效传热。管壳式换热器进出口管壳式换热器通常采用多通道设计，以优化流体混合和减少死角，提高传热效率。螺旋板换热器进出口螺旋板换热器进出口通常位于板片的中心，以确保流体在螺旋通道中均匀分布，最大化换热面积。管壳式换热器运行参数管壳式换热器运行参数主要包括换热系数、换热面积和压力损失。换热系数是指单位时间内流体传递的热量，换热面积是指换热器中进行热交换的表面积，压力损失是指流体在换热器中流动时产生的压力降。通过系数通过系数是衡量换热器效率的重要指标之一。它反映了热量传递的速率，数值越大，意味着在相同条件下，换热器能够传递的热量越多。换热面积换热面积是指换热器中流体接触的表面积，单位为平方米。它决定了换热器的传热能力，换热面积越大，传热能力越强。换热面积与换热器的类型、尺寸、结构等因素有关。压力损失管壳式换热器压力损失主要由流体在管束和壳体内的摩擦造成。影响压力损失的因素包括流速、流体粘度、换热器几何结构等。10%~20%损失典型的压力损失20%~30%影响占总压降5%~10%损失换热器出口管壳式换热器选型传热效率管壳式换热器传热效率高，适用于高热负荷的应用场景。通过优化管束设计、壳体结构和流体分配，可以进一步提升效率。压降管壳式换热器压降相对较高，需要在选型时考虑流体特性和压降限制。优化管路设计和流体分配可以降低压降。三管程三管程结构管束中流体进行三次热交换，提高换热效率。流体路径冷热流体分别在管内、管外流动，进行三次换热。应用场景适用于要求较高换热效率和温差控制的场合。四管程结构复杂四管程管壳式换热器结构相对复杂，涉及多个流体通道。换热效率高四管程结构可以实现更高的热量传递效率，适用于需要更高热交换性能的应用。应用场景常用于高压、高温、高粘度等特殊工况，例如石油化工、电力等行业。串并联并联多台换热器并联连接，提高总的换热量。串联多台换热器串联连接，提高总的温差。螺旋板换热器结构1螺旋板螺旋板是由两张薄钢板卷制而成，它们之间有许多相互连接的通道，以形成一个曲折的流体通道。2密封装置螺旋板的边缘通常使用垫片密封，以防止泄漏，并保证流体的隔离。3支撑结构螺旋板通过特殊的支架或框架固定，以确保其结构稳定性，并防止变形。螺旋板螺旋结构多层螺旋板相互交错，形成多个通道，增大传热面积。流体流动流体在螺旋通道中流动，提高传热效率，降低压力损失。材质选择根据工况要求，可以选择不同的材质，如不锈钢、碳钢、钛材等。密封装置垫片密封垫片采用弹性材料，压缩后形成密封。焊接密封焊接密封强度高，但加工难度大。O型圈密封O型圈密封适用于低压场合。其他密封根据具体工况，选择合适的密封方式。支撑结构支撑结构支撑结构用来支撑螺旋板，防止螺旋板在运行时发生变形或弯曲。支撑结构通常由金属框架构成，并通过螺栓固定在螺旋板外缘。支撑结构类型支撑结构主要有三种类型:外支撑、内支撑和组合支撑。外支撑直接安装在螺旋板外侧，内支撑安装在螺旋板内部，组合支撑则将内外支撑结合在一起。支撑结构材料支撑结构的材料通常选择不锈钢或耐腐蚀的合金，以确保其在恶劣环境下能够长期稳定运行。螺旋板换热器运行参数螺旋板换热器运行参数对于优化其性能至关重要。主要参数包括换热效率、压力损失、流量范围等。85%效率螺旋板换热器通常具有较高的换热效率，可达85%以上。0.5~2.0bar压力损失压力损失是衡量换热器运行阻力的指标，通常在0.5~2.0bar之间。10~1000m3/h流量范围螺旋板换热器的流量范围通常在10~1000m3/h之间，取决于具体的设计。换热效率换热效率是指换热器实际换热量与理论换热量之比，通常用百分数表示。不同类型的换热器，其换热效率差异较大。压力损失换热器类型压力损失板式换热器压力损失较小，一般在0.1-0.5巴管壳式换热器压力损失较大，一般在0.5-2巴螺旋板换热器压力损失介于两者之间，一般在0.2-1巴螺旋板换热器运行参数螺旋板换热器流量范围取决于多种因素，例如板片尺寸、板片间距、流体性质等。10m³/h小型螺旋板换热器流量范围。100m³/h大型螺旋板换热器流量范围。1Km³/h一些大型工业应用螺旋板换热器可达此流量。10Km³/h最大流量范围，通常用于大型工业过程。螺旋板换热器选型效率螺旋板换热器具有高换热效率，其设计特点使其能够实现更紧凑的换热面积，提高传热效果。尺寸螺旋板换热器在尺寸方面具有优势，可以根据需求定制，适用于空间有限的场合。压力损失螺旋板换热器能够有效降低压力损失，提高系统整体效率，减少能耗。适用范围螺旋板换热器广泛应用于多种领域，包括食品加工、化工、医药等，可满足不同行业的需求。板片设计材料选择板片材料需耐腐蚀、耐高温、强度高，并具有良好的热传导性能。常见的材料包括不锈钢、钛合金、镍合金等。压花工艺板片表面压花可增加传热面积，提高换热效率。压花形式多样，如波纹形、人字形、蛇形等。尺寸设计板片尺寸需根据实际需求进行设计，包括板片长度、宽度、厚度等。尺寸设计需考虑流体流动阻力、换热效率等因素。壳体设计材质选择壳体材料应具有良好的耐腐蚀性和耐高温性。常见材料包括碳钢、不锈钢和合金钢，根据工作介质和工作环境选择合适的材质。结构设计壳体结构应保证强度和刚度，防止变形和泄漏。常见的壳体结构形式有圆形、方形和矩形，根据换热器的尺寸和压力选择合适的结构形式。密封设计壳体与板片的连接处需要密封，防止