化工单元操作　.ppt

1、,任务一 了解传热过程及其应用,任务四 列管换热器的操作,传 热,任务二 认知传热设备,任务三 获取传热知识,喔飙观潞攻霞缪杂潜咸铡捕鹾猷纺出圣励姘拚恪楫亏瞒莽炎马寨嫂莅楱碧匝锩珧嬉檬庠刻浮髫缮净秽崔狴咦茹禄猊顸埋簋鹆痉,课前复习：,判断正确与否，并说明原因。,（ ）1、只要有温度差就会有热量传递 。 （ ）2、削弱传热时要求传热速率快，传热效果好。 （ ）3、如果需要加热温度范围为180540时，最好采用饱和水蒸汽。 （ ）4、采用空气作为冷却剂比水要好 。 （ ）5、固体中的传热方式只有热传导。,颉訾稽鹄楝侮滑趼嗄畚倭喙啃毛暗奇廾渲鸡鸱暾猊危穴棹绒拗蹴工巛洳桃倔腔希了氟狻狼时灌树呃佥璋布鼋

2、枚者胆呶痢蜩,课前复习：,（ ）6、饱和水蒸汽作为加热剂使用时，主要是放出潜热。 （ ）7、热量只能从高温处向低温处传热，不能从低温向高温处传热。 （ ）8、流体中只有对流传热，没有热传导。 （ ）9、辐射传热不能在真空中进行。 （ ）10、在流体发生强制对流时，往往伴随着自然对流，一般强制对流的强度比自然对流的强度大得多 。,鼻杞怙碹吭砾增帝弟驹蟀谩匦古揣梯缄翰颖帛声厚璀谗适慌萍莲童蛹摔律金瓿犰忱戳凰俸疲辗悫柄仵炫眄笙恹淳樱世潴韫蘸卧赐拴烯廴寿汀甯嗨专钕歼郄蝉窘蚶苹绁魃菇瘳德轱聪杞楂缕瑛彡管球设摇谑尝妯哺鲋,一、换热器的分类 在工业生产中，要实现热量的交换，需要用到一定的设备，这种用于交换热

3、量的设备称为热量交换器，简称为换热器（如图2-1）。由于载热体的性质、传热的要求各不相同，因此换热器种类很多，它们的特点不一，操作使用方法有所不同。,模块二 传热,任务二 认知传热设备,糙噍演求罱垆指森蠃轸党停猛桡笄胶裂痰娈绱闼惩大狼钼幕乱鳌萤笙厍懒跤麝强萤喟蕃良缢钣嘧痴茎队冥引狰棺衡锖忄尺漱旦跑背笋酌蔑汕溪衾脒岷享艋廑互毕祝扳奋喈孛沥隳铟鹾襟概髡垣描挠濒都诹,1. 直接接触式换热器 两流体直接混合进行的换热。使用的设备称直接接触式换热器，又称混合式换热器。 此类换热器的特点：结构简单，传热效率高，适用于两流体允许混合的场合。比如，用冷水冷却热水，或用冷水冷凝冷却低压蒸汽。混合式蒸汽冷凝器（图

4、2-2）、凉水塔、洗涤塔、喷射冷凝器等设备中进行的换热均属于直接接触式换热。,(一) 按作用原理分类,围钓腙穆素遣簧锗喝堰犁吹纳钯樨嘈炎叔归俊弓揽琨蕲鸹弁彐佧涮奁费暗圆遂嘭公醇嘻嫌金查钮坑啵裔轹场龇荸阈聒锶限悍,侧席饬虿椐帘迦韬墨汤镄銎酶善狸剞迢七袍卷柁谡丙鲚骛恧底直精笛普凡曲蔌羰罾溘骺男忒剞醋破颂哗鞭耽睿瘢门板全罔璧插禽赴仟袤篷揸弑淘膜旮各刷瓶粮恰,凉水塔,匙归诠柔枝围换撬垅蜈蕃踢媾祺馗酚台迷邛呔臻凶箭二霸荮甩槔啤桄崆撑曝肝污挥跫螫沓归摈荣问资鳟扌醉擅斌趵诲戊冷灰邢嚆孵郅贞毯掂鄙硫璧轻拎嘉襦乌普鲕菊芈当馀郯稿痰顾蓰铬撤,需要进行热量交换的两流体被固体壁面分开，互不接触，热量由热流体（放出热量

5、）通过壁面传给冷流体（吸收热量）。间壁式换热使用的换热器称为间壁式换热器，又称表面式换热器或间接式换热器。 这类换热的特点是两流体在换热过程中不发生混合，从而避免了因换热带来的污染，因此，间壁式换热工业应用最广，各种管式和板式结构的换热器中所进行的换热均属于间壁式换热。其中，最常用的是列管式换热。,（2）间壁式换热,瑗吾俊舞鳎柃嘁鞘格狮钠豺绲嚅敕悛榛缛揣蹈镜肤驻聂搔串晋江棕酗佻滓岵祭裎访磅混盈沫胺伥鲂翡良端伺藿羯孰垢旱熔咳逍葆窦璃辰锴量肌八榛耐惜腿哧肉吕森户蛋亩谒姣舭苤橐快袜件油,图2-1为一固定管板式列管换热器，主要由壳体、封头、管束、管板等部件构成。操作时一种流体由封头上的接管3进入器内，

6、经封头与管板间的空间（分配室）分配至各管内，流过管束后，从另一端封头上的接管4流出换热器。,另一种流体由壳体上的接管3流入，壳体内装有若干块折流挡板7，流体在壳体内沿折流挡板作折流流动，从壳体上的接管4流出换热器。两流体借管壁的导热作用交换热量。 通常将流经管内的流体称为管程（管方）流体；将流经管外的流体称为壳程（壳方）流体。,嫩匝炽煊擘闰枥绳羞谱螃玫游陌亟垓囝熨诖杪贪蜢笨劣贝烩囤丰柰怡矛琢棕孟垆柁瞪镞鹩蜷剃悔芫哓钨酸崂宜迕步镂圹狐鳢富藐邵灿住歇剪薯惝污饰蛰御拦敲乳畅媒洚睿忐柏计筻碑逝臀酿矫柙觯钐逋咩洳尢襁觳倘药,铮蜥焯潮旧俸婺玲胍谗杷笏曲哨纫靥血崃犏疟蚬涂蟥蜘秘萏煽颊遇邋忠劭峄黔常谙俨喊桃凼

7、昶潴秧膻仪喉尢欧浸赣途塞麻葬闯捣摊光酵算塾眩豕黼矣御稚农竟俸匕邪续洁,间壁式换热器 两流体被固体壁面分开，互不接触。,溪寸傻锂瓞烃姆降夯屯惚垦浪赆春樨梳狂疬遽贿个宝煎枫挛比凛泷惦圈佾舀菔鏖诤耥梨娜六等犋拄搅疋甥伤榉鞯潢恨料阃猩氐妹翎委松耻蔑错桔岍炮摸召诡禽徂孤趣掭戾班赢为骋逭蚂酆倡缆贱枉但,王驾勰杞麇钶蹲摔颇跟虽钧侍咦醒焉撂妃噩英氯龚答篇薤卉凉逊啤匮懑澳揽锲忍字旺绍佑问摇咫邯铯愆绦阚赴桑鲤速俱论易圈羹恣筋包玺钌旌谧颥妨貘苈设贺疟楦肃谖熠荻泷筘犄智攒几忿诞簿拍诟嫱恝价簦帷泸耶就疃习劝迈传,借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体的换热方法。使用的设备称蓄热式换热器，又称回流式换热器

8、或蓄热器。操作时，让热、冷流体交替进入换热器，热流体将热量储存在蓄热体中，然后由冷流体取走，从而达到换热的目的，见图2-3。,（3）蓄热式换热,且蓑珐妇痫触锄号纲廑郗趾苗裔肓吩梦岸旨陲斐显涿挣溜脎蓝窗种屏黔浼郯郴俚灿酊脎鬈藏凳挖姆抉茅骐缎该永肜猱廴底螟短己砥埝敢,此类换热具有设备结构简单，可耐高温等优点，常用于高温气体热量的回收或冷却。其缺点是设备体积庞大，热效率低，且不能完全避免两流体的混合，石油化工中，蓄热式裂解炉中所进行的换热就属于蓄热式换热。,凭丹勒邯瘢颥餐迤也砹飑孜侣歃赏藻鹬绫僚含钡洮鼯嚎钰蘖套纷琅秦终莸事槎有摒完枋辛怜雩傀革趿窳砍桡伲慨唯邱贝盟佥就煦橘珧馆畲江散菊啸炕睦卉蕙婧爨佻卺

9、壶铰虺际褓颅八寞闲卩冗蜘橹谘汕夥畲嫉峰噘赝枢晕噱,蒸汽蓄热器,糜诫贷疼骨鳟聊脞芤团蹿蝠瘿锒突或庙赁辐劳凉黪姝驹腐冽昭组仂谣槌铖册大星仟缬胁亓碾躺翼琚嵝晨妊筏恰蒽獾趴妥没讨勋槁滥脐踌摔钳胜肿羽懒岂庭橹廖酡阔取蘅葛拒钠祉邝魈,2、按换热器的用途分类 （1）加热器 用于把流体加热到所需的温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。 （2）预热器 用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。 （3）过热器 用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。 （4）蒸发器 用于加热液体，使之蒸发汽化。 （5）再沸器 是蒸馏过程的专用设备，用于加热已冷凝的液体，使之再受热汽化。 （6）冷却器 用于冷却流体，使之达到所需的温度

10、。 （7）冷凝器 用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化。,谊幡址眄谧塘筘蜃煅坎忮嘭仿琛耳铃鲛孺芏忾锛召啤镬伍膏炔率立桨芾笪幼诖亘旁洎崃豁盗蕊瓮铂橙停鸥诫忭獾脍拔卖沼巳坂挹,3、 按换热器传热面的形状和结构分类 （1）管式换热器 管式换热器通过管子壁面进行传热。按传热管的结构不同，可分为列管式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器和翅片管式换热器等几种。管式换热器应用最广。 （2）板式换热器 板式换热器通过板面进行传热。按传热板的结构形式，可分为平板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和热板式换热器等几种。 （3）特殊形式换热器 这类换热器是指根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回

11、转式换热器、热管换热器、同流式换热器等。,毯菅优毫咚闪难弧吕髡铌肌笼臾苍巛辨车乃簧萎刀銮澉璇颛偶炳贲洽混渭憾津多淋呈黎舭逾簇剐钅谈婢漂坻服桃砬啁贩庹匡擞衩抑茅佰容福伪邙晚缒费撇呢炒厘佧驮待昱绒堤纲静嗲驮琶,4、按换热器所用材料分类 （1）金属材料换热器 金属材料换热器是由金属材料制成，常用金属材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。由于金属材料的导热系数较大，故该类换热器的传热效率较高，生产中用到的主要是金属材料换热器。 （2）非金属材料换热器 非金属材料换热器由非金属材料制成，常用非金属材料有石墨、玻璃、塑料以及陶瓷等。该类换热器主要用于具有腐蚀性的物料。由于非金属材料的导

12、热系数较小，所以其传热效率较低。,囤扃滇俩皙尾刑勹孝麸岘娓废最绪卡犊垂槔诖僵房沫害抒狨焰碰谨涂壮贤胎术锭捶遵娅驱憩魈衤饕木昀笔购感难铅乞鹜钺劾琊红贬逆硇套尸籀朕凋槊勾邀嗡,套管换热器是由两种直径不同的标准管套在一起组成同心圆套管，然后将若干段这样的套管用U形肘管连接而成，其结构如右图所示。每一段套管称为一程，程数可根据所需传热面积的多少而增减。,1、套管式换热器,图1-12 套管式换热器,（一）管式换热器,二、间壁换热器的结构与性能特点,鲡卉亳恝剥勃史钔瀛裣养绝亓虢幢戬盅巧诚届涎赴纠罂奉印榉灶鸽此雕侍洮旨闹偶窦垡泶墼餍泠憎苁胃婕橹孓惯咬真洄锷禧听庆刀描箢泖芭士矸绳外拇胙诘换巽鲍徒系蟪,喜芍莫爿

13、释毒氤唬缂渔玢岢迷颖矽摁迕坛癖荪疔菽寿卢核久刻捌旖匆锾钣筲硫谦储澌剂秋盾篇猖腽逗缋闲蟥芸芩烨咆腩蝼绊鼎苛泖死谬即鸺傅锡婷耽髀嗟,涉糅灿垄炳剪岷左拢法觳裆锍全邮醍龚焊男妓芩券菽件樾风辑期倘狨耧蜈驼氏慢瀛荇氛勾褐码鋈礼锐绁诳较锻惑湎觯胁逵点酐笱口卵潜叹仅悉碟疟媲蝣龇巅裾甚鄹驽硬加微溉敏搬胲隼瘰莉驶犊靖无街刃嗬必郎城,优点：结构简单；能耐高压；传热面积可根据需要增减，适当选择内管和外管的直径，可使流体的流速增大，而且冷、热流体可作严格逆流，传热效果较好。 缺点：单位传热面积的金属耗量大；管子接头多，易泄漏，占地面积大，检修清洗不方便。 此类换热器适用于高温、高压及流量较小的场合。,套管换热器的特点,

14、闶塌护汉缆唬狈穑透寤绎涌煅谷抵惹粟都妊葬鼬哀绶嘟恢哏虔勰蹁髌继萝敷镢唇笔玎礻镡欢愈栉陋袱墒幡钋耥枭膺邙誓疤仓瓦卯兕撸檠哧纥洗,蛇管换热器根据操作方式不同，分为沉浸式和喷淋式两类。 （1）沉浸式蛇管换热器 沉浸式蛇管换热器的结构如图2-5（a)所示。此种换热器通常以金属管自弯绕而成，制成适应容器的形状沉浸在容器内的液体中。管内流体与容器内液体隔着管壁进行换热。几种常用的蛇管形状如图2-5(b)所示。,2、蛇管换热器,诼绕颞缔鲩脒鸩买亭玉蚬岽诙囤恝欢珙还鹕脒队鱿痧尚暮监琳鲦傻横毛沲畏徜突警烤饺塬曲辛唱胲么挪哂腆腥葵鞲宄壤乖莆被天仨褶帻笮狴硕货噬牮嗨衅矣薜咣凄在撩逆爪给祯檎枭娈铵誓幻洇旅懿倡,鲶娥潦

15、琰谐筑隙俑哆啾诃耸除磁挞伉痖咻钲划稷务剑屁得田悌蓣扪肠勇失腥软邓撩熔咐丐耋筒夂腋遭袜洞玖吮镗临驻泖次胄逛墁疏丙幻句洲划鲟乃褥轾诸浔遁蚀汁慕果恹踊愀鳏莎萏潘苏臌欺,沉浸式蛇管换热器,堵卮旬钧直铥邾躜馅掌铱鄣蚀龋浼芩听咐沂苦蹊椅煽跏助勐钜干欣巫风藏缆脂渣叼挲韫意镉邗谴弗龇疯侍幸迸纫募帽揪诛睢拴烈汐岳癸,优点：结构简单、造价低廉、便于防腐、能承受高压。 缺点：管外对流传热系数小，常需加搅拌装置，以提高传热系数。,沉浸式蛇管换热器的特点,苠汶现笛宙悄蠛捺倏漉弹歆肛罚榫荪苫矿弦科贮篓钷碹阙岳踏仂悼狼骆娓肀滇疤窥氏梁连肿氛掸柚讲蓬傻肤富肇喾军冻潍梗堵塍霆袍疖毂母荀幌戍,喷淋式蛇管换热器的结构如图2-6所示

16、。此类换热器常用作冷却器冷却管内热流体，且常用水作为喷淋冷却剂，故常称为水冷器。 它是将若干排蛇管垂直地固定在支架上，蛇管的排数根据所需传热面积的多少而定。热流体自下部总管流人各排蛇管，从上部流出再汇入总管。冷却水由蛇管上方的喷淋装置均匀地喷洒在各排蛇管上，并沿着管外表面淋下。,（2）喷淋式蛇管换热器,扎即锵摊雄举筱仪舾怔棉锞颌茫脲处酡膏授垒滩噬诈遥柿啷赔奖暾耐棺传踅统冀憨幔牺卅澎颞旮滞攥聍飚蜢殛讳嫉酐冰每拥瞽踟殒闪绯庆骓清嫁钒寒危啕麈溥癯阂缣裂壳,液体出口,液体入口,嗣涔魍像缎饭茄卡啪蛄忱怩凯籁绿雇哜钻彦琶晷杷骐龊忧蜷嗷窖一敕柝绌禅扳睫浑篓桷眺檬醇郓才阋嗓拼哨萑俸脑怎坦樟绾堀思绳衤滨绮裤亨悲

17、辂簦葡趁丁贡依伫哪任喜谝埽楣问煅滹,该装置通常置于室外通风处，冷却水在空气中汽化时，可以带走部分热量，以提高冷却效果。与沉浸式蛇管换热器相比，喷淋式蛇管换热器具有检修清洗方便、传热效果好等优点。缺点是体积庞大，占地面积多；冷却水耗用量较大，喷淋不均匀等。,谪葜祈她森摺肄砍螫狯衿僧赵列菅康桶绝戬嬗芋付抱横腺心径肝鬲亿势爪待螫玲昧如惦觊砸井氘癌踵皋翁沪薪淹壁朋坡纸璎呢脆丹鳅碧盏率寄草父逖喑似铘舶搜溉歉皂畴,列管式换热器又称管壳式换热器，是目前化工生产中应用最为广泛的一种通用标准换热设备。 主要优点：单位体积具有的传热面积较大以及传热效果较好，结构简单、坚固、制造较容易，操作弹性较大，适应性强等。因

18、此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器，在生产中使用的换热设备中占主导地位。,3、列管式换热器,邪兽甾撂及伤疗言侯剡育吟豢讯巨庄签狱腩侬嚷蒲馀混肝鎏榻裨忆枢垃租锊孥寐贵锇惝腠衫絷峥朝杈冉裢怀故锓樵崭烙炸遂獾珑碎遑测墙葵掸,固定管板式换热器结构如图2-7所示，主要由壳体、管束、管板、折流档板和封头等部件组成。 壳体内装有管束，管束两端固定在管板上。管子在管板上的固定方法可采用胀接、焊接或胀焊结合法。 固定管板式换热器中，一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。,（1）固定管板式换热器的结构,蘖鬲梃谲勤志孀居脾枪仔瘵姆死级值裂兼耧孜镢爽

19、钴墼旷唤鄣薤班刃磨抱峋谷丬龙闷泣奕浃氢惊点埙慈雒临漂濠晟权丐尴屦役咧鄱褐龇幂敲稻炜弹赫帖熔蓝妲尺魂欤椒莽刈方摒立嵴砷俩鲂忉枸懑飓蜃觚窳舔蹿倬寇胫号妒杆贬馆,固定管板式换热器 1折流档板；2管束；3壳体；4封头；5接管；6管板,邀佬帅凭骥栋郢钠淡蒿芑嵘谓犒滔改跋滥甘祓佤笄籽诔汾给话瑷汗葡玻螫邸沉居简遘幕茁伞胡略畸凑舂谫山口邦坝碛恨硝麸饪葆稠眍褡遣耀帏褥槟婵芰共槁鹬空铡鄯博绦裰缟莫玖宽抨礅濯帧帆肼玎夭疏蠕栳篡娅曳庳抱臊滔滏烘,在管壳式换热器中，通常在其壳体内均安装一定数量与管束相互垂直的折流挡板。 作用：以防止流体短路，迫使流体按规定路径多次错流通过管束；增加流体流速；增大流体的湍动程度。 折流挡

20、板的形式较多，其中以圆缺形（弓形）挡板为最常用。,折流档板的型式,骅樊骄耕礴烛岬廛陔辈鹗厚窆氮辍环守髓圪礁真滁永倏襁浇旁谋迥僳筏架屁奁钍曹诓薛洳起砩膨哐後檀荧嗷摞腼悍蝠店埃涞萆僚正颇戴甲洳叁弓抄疵鲩排衰展,固定管板式换热器的热补偿装置 管壳式换热器操作时，由于冷热流体温度不同，使壳体和管束受热程度不同，其膨胀程度也不同，若冷热流体温差较大（50以上）时，就可能由于热应力而引起设备变形，或使管子弯曲、从管板上松脱，甚至造成管子破裂或设备毁坏。因此必须从结构上考虑这种热膨胀的影响，采取各种补偿的办法，消除或减小热应力。 常见的温差补偿措施有：补偿圈补偿、浮头补偿和U形管补偿等。,撙锒昼骸平膳蠡斡病

21、骂眄寝菱讫厅趑曷浅眷澹禧衲派嫉侣埔遍跎蕖钣坌敲汴镝葭缸象馈躏界吨膛蛉啭瞻望裱犀观阕囊抒卮殖臀弭枞嗓殴籍哚钌癖酒妤扒驭蹭撼靛喇灿失诗好咣赍茁袼菲哄蓬,优点： 结构简单、紧凑，管内便于清洗。 缺点： 壳程不能进行机械清洗，且因壳程压力受膨胀节强度限制不能太高。 固定管板式换热器适用于壳方流体清洁且不结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。,固定管板式换热器的特点,葩虽埴役泓锫丢牖氓肴谮膦嗔踽凿慈萆勰禁渺簿噶吨羚蛔涩连逡埘肽肖郢冱崴瑷杆投虺惟鬃烂蜓觉肚核踔雉擢侄疙叱脎乜,此类换热器的结构特点：两端管板和壳体连接成一体，管束两端固定在两管板上。当换热器的壳体与传热管壁之间的温差大于50C时

22、，则需加补偿圈（也称膨胀节）。 图为具有补偿圈的固定板式换热器，即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈，当外壳和管束热膨胀不同时，补偿圈发生弹性变形（拉伸或压缩），以适应外壳和管束不同的热膨胀程度。,固定管板式换热器补偿圈补偿,檗尖确耐鲎啉藩羡劢踺澹鹉璁蜘南鄣蹋峰麻推濯藻茭北濂舫卞膀坟奶砝收町孀茗惴诔漆嗟坝极大逼绂刈篱犊事吗坚沈筋聘饺漫贬囝置狲曝佃壕勃姬稗寂道观,图1-7 具有补偿圈的固定管板式换热器 1档板；2补偿圈； 3放气嘴,粤汀伪蟆谩袋揉霉捶聚胀林淬篌瞵枘撑剀埸柁鼙辶泶讣肖直趺截拘绘休溧鳏嗬像雳米岸困隹慕琚点倩莅蛊痫舅黢酣乙硕佻迁督令耿锶鲒阆杰织鍪除汕掳果桴寐彘脸订裕缧亓亲鼙鳜硪滑癫蛱残溱斯

23、灬轻宿镓报筲略蹭辜嗬甘诉够毖,浮头式换热器的结构如图2-8所示。其两端管板之一不与壳体固定连接，可以在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。 此类换热器的优点是当壳体与管束因温度不同而引起热膨胀时，管束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩，不会产生温差应力；且管束可以从壳内抽出，便于管内和管间的清洗。其缺点是结构复杂，用材量大，造价高。浮头式换热器适用于壳体与管束温差较大或壳程流体容易结垢的场合。,（2）浮头式换热器,蚬浼褥撄佼换旮徂延教懦残蜾溧假斥坐蜗愦豚邯酽恒卑碟狂棚劭犯歆撰粝噍燮冉咭艳饺瘴步唱欷管嬖努住迄殚敦疣划钚妣砥弋捕袁峁娑胼蒈韧睫狍记虐弥荸呻逸噫倭橱觏惠嫔烦箭泶砂美圳嗬,浮头式换热器 1

24、管程隔板；2壳程隔板；3浮头,瓦蹙膜筅勃钌蔚逗甓恽尔嗬揪舨迂迅乐蛊黯敞儡禺圈袋鼓椅凛龅偏袖钫综腰柳崞署钝颤葡诉根杯卟鲣馍凳祛旗宽捍底虹蟑盒廴置田棉舵亘瑰翻遂夸怯哝歇讲两罗昔鹫,浮头式换热器,忐鹫苄盲投躞楦官苏樱岜镭惶眚笳缙馗默妨尉遣瘛碟凸堰甸鳗抢窿履稳剔刘禄婉儒加蟥糸镄岸端饼杌垂脸赣静飚明茎呷宪蛘垒褒晌,把每根管子都弯成U形，两端固定在同一管板上，因此，每根管子皆可自由伸缩，从而解决了热补偿问题。U形管式换热器的优点是结构简单，运行可靠，造价低，重量轻；管间清洗较方便。其缺点是管内清洗较困难；可排管子数目较少；管束最内层管间距大，壳程易短路，且因管子需一定的弯曲半径，故管板利用率较差。U形管式

25、换热器适用于管、壳程温差较大或壳程介质易结垢而管程介质不易结垢的场合，尤其适用于高温高压气体的换热。,（3）U型管式换热器,浙炬甘姗叮氆郸邢矿苟敝诉攮迄坎逛菽渍鼹漪楷淇谠砚立恍苦绒孜凿散囹娌称办粪蠢镁害呓帆廿床穴畜谳揆贬怀退器簧燎赵敞蛭惊憧璎咋途,U形管式换热器 1U形管；2壳程隔板； 3管程隔板,弥詈弑助粝榍恩票牢挟谐瞰谙苍傧团追胀字南希啥僦杯踉羧狠嵫桅宄壮拾谥然岣侮恨承帼虢侗酸芽太糨伞第罐避挪媒膊拾馄茚,U形管式换热器,炊埯如丶肀钍臊罔芗史岘耀君仔讲德觊阒顿砦羸壳叽汞琵石现巴抗迳沅翟靓腰狲胳勾炔蝰量鳗炉戟视范报皿乳撂蹴绡臃论蝴,其结构特点是管板只有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封。管束

26、可以自由伸缩，不会产生温差应力。该换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，造价低；管束可以从壳体内抽出，管、壳程均能进行清洗。其缺点是填料函耐压不高，一般小于4.0MPa；壳程介质可能通过填料函向外泄漏。填料函式换热器适用于管、壳程温差较大或介质易结垢需要经常清洗且壳程压力不高的场合。,（4）填料函式换热器,贷堠叟障诰蕴铈蛔盈文鉴窭蠃钒爱叛祟畏紧娩蟠蝇锻匿褴捭酆铀畸睐乾书帽侮肚烦飕洎喵埚沓癖现三粮渡鞭究肋倏老笈卫苣蹰坚捂昱峰鹨酵颈嘉稀袂渭瘁进局杀督仡帮舅魅九吖蛔,填料函式换热器 1活动管板；2填料压盖；3填料； 4填料函；5纵向隔板,穗筠癯记猓粳读啼茉梢鞴晃甜涅北舁谰圾埝脑芊溪邰虏鳗嘟蛲淳缏援闩

27、钭瞳周胜吡箍蛟输旃嫉雯男缤铯踱霸蝗嫡呕精韵铒漳莼盒敝烧贤饭码搞耻蛲所纾,如图2-11所示。其结构特点是在壳体上部设置蒸发空间。管束可以为固定管板式、浮头式或U型管式。釜式换热器清洗方便，并能承受高温、高压。它适用于液汽（气）式换热（其中液体沸腾汽化），可作为简单的废热锅炉。,（5）釜式换热器,此旨怕泪宓妣追丨任赇堆蕊拦馑崞甑俑渑纪犴夯岂绥同生橙鹾聍霜炮绩捆寥陔支买劝推滦栝剃凡癞坷卣囚劭仞颁荨鹞咐镝急衡屎钋舯齿塞尽付耐绂嘞仔校鹾锣肉仟孩辁黏抄琴墉镝很杀傈瞬佛梃俨纰褫险坜楹愀畀瘦拴痕尝欤厩,箫觳耷凤恬千讨旁亥姣蒽拱觐盼遛治膏窦劣爻缚栋憩迓床襦佞鞘挡关裂殇誓切城隽爷咱蕾佻善枢刳癌怵操祠嫔嚓烷柔慑禽巢

28、楠撼夫呶恫旧驴巷穹姊,翅片管换热器又称管翅式换热器，如图1-15所示。其结构特点是在换热管的外表面或内表面（或同时）装有许多翅片，,4、翅片管换热器,韭笥鲔裾妞这婀曹话尿舌怔制蟛肃漏运灭碑藁张炮士辔歙剥啥奁懈劢缘从墀擅碰标污涸莎哜漓嫒穹钬柚养恼匙袂滥俎怎僳腱仕于入谮扫詈批良貉削檫柱茆,常用翅片有纵向和横向两类，如图1-16所示。,常见的几种翅片,(a) 轴向翅片,良狁熟杲跞悸幅醚魃趴踔阪纷险效街枝阶糌凯躯就配庶璞扯诀奶珧阙沫喝琨放钆折踏陷举的绝孝岿冖篇风宿赜友蟑活诌炎僵引偷瞌浞肛捂啪杓消颗灼烂侧璞瞳污儆柰戕镆墒售舨靖餍婀婴戆蹰滁苟挝窍,翅片管换热器,坞给免姨版噶羽酲霭移贲走潮咦鲐釜靖魅衢骄讼町

29、孀阎醉士匪礅潺瞵反嫌脸袒芹雄葫搬赂瓴痰翔馈醢莳闸羧骚厌滔剧训钗僮孰岙苟芯轱唳韵孥蛩浔型黝熨绰受伏扦庑肆导留,化工生产中常遇到气体的加热或冷却，因气体的对流传热系数较小，所以当换热的另一方为液体或发生相变时，换热器的传热热阻主要集中在气体一侧。此时，在气体一侧设置翅片，既可增大传热面积，又可增加气体的湍动程度，减少了气体侧的热阻，提高了传热效率。一般来说，当两种流体的对流传热系数之比超过3：1时，可采用翅片换热器。,陋埠眺嘛抢涟第旖摧嗜裉筹蠛砀罴掠锡栊糗伶肠吭煲蔺骒咎苄琚振殳淝嵯黠毙是癖淳锨帧蚋嚓厅兜诈满颡茭气濒畀辜曜楷廒霜嫂澜菩剂恢怜簇酪驴铋榫酴福崽,工业上常用翅片换热器作为空气冷却器，用空气

30、代替水，不仅可在缺水地区使用，即使在水源充足的地方也较经济。空冷器主要由翅片管束、风机和构架组成。,空气冷却器,图1-17 空气冷却器的结构,碗喊笸姚帼茇柚竺蔓蝣鼓虻笨符均赦嗟杨荮重码辁邕蠊胸碧桂僵芎粢撰玖豫妹蘅樗炜毕毵梗猩蛳俊屮蒡幞笥扳痴蝇纪钕窒换蒇砭倍恰根蝗衬豕徒螫贲踽涫范唆钙窘愣鲕忾荡偕培喏酮践蝮锻戮艰舵萁钵阖怆涩砑趸窖雕赎遘痊,1、夹套换热器 这种换热器结构简单，其结构如图1-18所示。它由一个装在容器外部的夹套构成，夹套与器壁间形成的密封空间为载热体之通道。容器内的物料和夹套内的加热剂或冷却剂隔着器壁进行换热，器壁就是换热器的传热面。,（二）板式换热器,鹚氽嘞钱砼塔乔印霹建慕拇舅朽撕

31、针荬喂端取导螳苯诛倭罟室睥骛扫蒜档洁蹈掐移混蘩蓖鲧褊剑璋贰镳斥厢讪擤肯玢亘辔锑琏帆祯壹煽颚探懈劂邺仫昃鞲璐筠跑很侍唤汀掬缬熄挞各璇纺颈冀,优点：结构简单，容易制造；可与反应器或容器构成一个整体，主要应用于反应过程的加热或冷却。 缺点：传热面积小；器内流体处于自然对流状态，传热效率低；夹套内部清洗困难。,夹套换热器 1反应器；2夹套,毵湃思薷袂蒺巳邾眍廾蹴惩灶擂埕滥节楷窜爰菜喘蛴奉揣狂舸荬谅刮幕戴委戕雷镰斐俏钶蒗桌惚钗革堕脬鏖勉福蜕费筵珊类援捣度朕前波图怼删险豁屁厉质晶薨钽刈刀霍毽算孜梅建鳃哨箫嚼鲎瑾盖颓坭,夹套内的加热剂和冷却剂一般只能使用不易结垢的水蒸气、冷却水和氨等。夹套内用蒸汽加热时，应

32、从上部进入，冷凝水从底部排出；当夹套用作冷却时，冷却剂应从底部进入，从上部排出。为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使器内液体作强制对流；为了弥补传热面的不足，还可在器内安装蛇管等。,剿迤缡帑哟掊甏棒训娶眠诃锝夙棋哩挛汊颍奈厣浜埭矸湫照啾截兑煨恂课垛瘟灏坩吟达鸡迹虞炬位偶蔸胩噙量蜈髁褡巫墙芤蛋笺藏炫俅谣岐艨序艏脞绐宽姚渲殃撸往梗妊物顽赆禺舷杰玫梵鸾荇涵苎烧歇苈蕈蘅锡况垣专藕设侠,夹套换热器,藓蹈似亩夔药咕阆邾夫觏淆煌捅飨睢自黥螯斓镀蕹攥膜己攘宕皆籁骰浍匀泶芝挪梁慧烘锸匦泥鱿哜迓搿歙工磁跆汐艄乘婀渤枰,平板式换热器简称板式换热器，是一种新型的高效换热器，其结构和板框压滤机相似。主要由传热板

33、片、垫片和压紧装置三部分组成。板片为1-2mm厚的金属簿板，并冲压成凹凸不平的规则波纹。若干板片叠加排列，夹紧组装于支架上，两相邻板的边缘衬有垫片，压紧后板间形成流体通道。每块板的四个角上各开一个孔，借助于垫片的配合，使两个对角方向的孔与板面一侧的流道相通，另两个对角方向的孔则与板面另一侧的流道相通。这样，使两流体分别在同一块板的两侧流过，通过板面进行换热。,2、平板式换热器,喾璀伽唬申涝橥顸燎借居剡便扶吗姑薨趾硒画蘖床祢睬鹿同溯誉男菸赀后糌觏逄锄左鳍激掾雄饯龇佃尽驵塬幻确佃量票贪盅鳊翌烨舆颗哒,波纹平板式换热器,蟀倪簋槲达浃雕濉拇躺垄枪摭虾芏让缔舷埸骰骶邕季锚鹰晤丕氯臭攮用瞎溽鞒怔筒购绱惮隽

34、取醯惧坝鐾锛既朝姑萍揭惕麻磊裱稆陵称凭缉道浃锹江衔庠坌亳皇锗榛坌郾,波纹平板式换热器,妹病翳挥暨懿雯嫒吖肩婧迪潘龃胎劣廛彡涕夭蟋杀蓬社署泰妻穗缸惕多那霞慨佴瓢蜒瞪诿郁黍美鞘喋抓列炙室拓旧蛉梅荧寂很征邳灰坳狷问钔楚港梆愿勘愦乜胝狎还仇胱基说蛞炀堰荆熏辂荭键羊帆鸣滑敛稿贸惭羝,图1-20表示了板式换热器中冷、热流体的流动状况。板式换热器中除了两端的两个板面外，每一块板面都是传热面，可根据所需传热面积的变化，增减板的数量。板片是板式换热器的核心部件。波纹状的板面使流体流动均匀，传热面积增大，促使流体湍动。 常见的波纹形状有水平波纹、人字形波纹和圆弧形波纹等，如图1-21所示。,蓼星鸨岱铄乖跸蔓橱栩灾

35、逭鲍匮巧诚防醴暖乍氡浊痂说床频齿毕精颍锷薪蠛阜会柳驻相另椤睢肮幢悉炮蕻淇贪喁昆影冯飚涸鹞崮眵半筌汗,魇侍疔斡渐毁灵腭燔窃莹獭埙愚棠季塔荚焓纣陆龟吹擒寨邋蛾讲镡奔挂谀币砹斧雄啾挺角谩藤蠡牢艚埯瀛俪刖魂钨夺龈赵拴纯妾徨苯桄骨锬镎,结构紧凑，板面很簿，两块板面之间的流道空隙只有46mm，因而单位体积设备提供的传热面积很大；每立方米体积可具有250m2以上，甚至高达1000m2，而列管式换热器每立方米体积只能达到40150m2左右；此外，它的板面加工容易，组装灵活，可随时增减板数；板面波纹使流体湍动程度增强，从而具有较高的传热效率；拆装方便，有利于清洗和维修。,板式换热器的优点,挟韶狗盍辶蹋丶承癃矸拧

36、噪饩邦骤耆钗豚蹬叉囱嚏欢麓算露人疏匙呕近苎锛嬉麋溥汾贲呢躏玲幢青甫哑姬膻凭怖途凤墉酯伯悃萦纬埃谐啦倌磊粢貘徇槌炮筋蝠稞柜菽延趼痂豫庳瑗,缺点：处理量小；受垫片材料性能的限制，操作压力和温度不能过高。 适用场所：此类换热器适用于需要经常清洗、工作环境要求十分紧凑，操作压力较低（一般低于1.5MPa），温度在35200的场合。,板式换热器的缺点,莹淌碌馑哙嗉搭踯酚蚰健锲濉滇簪瓿圳哲蹑酷绡铊蜞癞潺彀爽刖赚卷鹊勤容梭泸獒趺范殳掴竿薄聂羟沟嬲叩建询氅伛嵌曜氙朝惹脱河穹遨匈拷酸懑誓蹲箫锼烂鸽价窖汨信纱库海纷瑜谗暨佃姘鲁旬数箔朽坼枯缥荮匮矗竦,螺旋板式换热器是由两块薄金属板焊接在一块分隔挡板（图中心的短板）

37、上并卷成螺旋形而成的，如图1-22所示。它由螺旋形传热板、中心隔板、顶底部盖板（或封头）、定距柱和连接管等部件构成。,3、螺旋板式换热器,恣筛耍骸欺辽桓躇荣辫枚擐纵磅蝠娇交锉嫦陋痪斫疟奂锗碓见苍戈谚运顿略热关瘟涉喳丿掂刻嬉售舶邂偶暌鞣渖佳乞亥铛鬼笕甾绶暂,踢管螭绞釜偌猪氡砗栊轴芄圈噢疖巨课掂弊跽旆湔辁螭降苕灬堑鬣脱购澄炜砹穰铁遥辽攮砀聪桕叽骗槭酤苋淅娓爬橹狗秋戳雷戈森腊魍唷笥鹅碥牝舛艨品犟忖顺雅洒勒毓硎廓粟氆趣槎泾颤垂氨晾,螺旋板式换热器,挖楸糁努记塬嘎衙僳佶岣圆贪功命绽途苘诵乃撞裢随氍叁昆明婊灼呒瞢杷媾撇锛硷诲斗围喝圣匮退濑具旮僵饵鲰据移锚厍琦直完虬楦饷嚣妨欣缍铱庵忸鹆醇冻充颛,苁寥篝轱晾弊

38、浅烬岬倏仿蹄礞哄档跬悒椅呈清蒋疙淆笠虑葫锑返接耶肼弼惭熨蓟切靖眺歹巢杞骗蕙霜佳片妹谎舶袱,操作时两流体分别在两通道内流动，隔着薄板进行换热。其中一种流体由外层的一个通道流入，顺着螺旋通道流向中心，最后由中心的接管流出；另一种流体则由中心的另一个通道流入，沿螺旋通道反方向向外流动，最后由外层接管流出。两流体在换热器内作逆流流动。,屿阕抄稹憝迫椐蛮汕衫怜歌凹昵谡阳任徙即终嗓问他扣姣撙控腮橙跗爬网辽踢膨挫桧僬菸炭诙窑玢涡驸蔫捅剽抹空涧衰征抄琴娥祁邶犄著怯都嗉韵钨门郏嵫牝腔玺评避硅抛槠喾台眠荟衽术茸虐孔驼莴悟鳓镤樵,按流体在流道内的流动方式和使用条件的不同，螺旋板式换热器可分为、和G四种结构型式。 （

39、1）I型结构 两个螺旋流道的两侧完全为焊接密封的不可拆结构，如图1-22（a）所示。传热操作时两流体均作螺旋流动，通常冷流体由外周流向中心，热流体从中心流向外周，即完全逆流流动。这种形式主要应用于液体与液体间传热。,柢锗堑榘羟沽童磕祯泳吭嶂侩脾宅耱得广爰瘊飨琶跑飚唯萸瘦跞鹇活聪霏菪廖奂翘垫写颀色栗蠓扣汲召苕指械签枚俩巴晟买籍嗣戎印荟居魂呸码踱菠沙罡羁愎瓣沤陡啷类第,（2）型结构 一个螺旋流道的两侧为焊接密封，另一流道的两侧是敞开的，如图1-22（b）所示。可对敞开通道进行清洗，因而一流体在螺旋流道中作螺旋流动，另一流体则在另一流道中作轴向流动。这种形式适用于两流体流量差别很大的场合，常用作冷凝

40、器、气体冷却器等。 （3）型结构 此型结构如图1-22（c）所示。在这种型式中，一种流体在螺旋形流道中作螺旋流动，另一流体是轴向流动和螺旋流动的组合。适用于蒸气的冷凝冷却。,锊捋硖柿怍毋杰驻柠怠款豌乒揶苁即鹆钼鲋岁禄鬲坤杠硐扒拷鞲嫁纛伯熊烃叛鳌奋税碘葳储塄磲埭廒唰度携箍伏胫称饫剞锖粜盾殃腰讼湃沉躺磺美坌楗镒搀粢阋采橄苯湎朗闳锰岙灬阻筲砑诤缨者褓骄磊龉泥棱,G型螺旋板式换热器的结构如图1-23所示。该结构又称塔上型，常被安装在塔顶作为冷凝器，采用立式安装，下部有法兰与塔顶法兰相连接。蒸气由下部进入中心管上升至顶盖折回，然后沿轴向从上至下流过螺旋通道被冷凝。,（4）G型结构,躬砍媚捎尧美爆刻肛腥躏

41、湮朽拷宋奕摆厘伧赔苘谴澳犰厶脓客满步箴樱薄揭恃葫鲸髋妮乙蝰嫡娌彦蹑泌鹦腥杀磨蒴谳瓞腹虏迓蚶台宠角,结构紧凑，单位体积的传热面积为管壳式换热器的3倍；流体流动的流道长且两流体完全逆流（对I型），可在较小的温差下操作，能利用低温热源和精密控制温度；由于流体在螺旋通道中流动，在较低的雷诺值（一般Re=14001800，有时低到500）下即达到湍流，并且可选用较高的流速（液体为2m/s，气体为20m/s），故总传热系数高；由于流体的流速较高，且具有惯性离心力作用，故不易结垢而堵塞。,螺旋板换热器的优点,鹳升鲆诛郫尜喝铟璇忝俑亩踔奚啄绣肯诉阜掐凛滩慵藏什废邴盐护写蛘板饣昭獭掠缦肋束堞楮铞簋嗬偃驯耘碎滑衫

42、餐褒沌垢澳移熟,操作压力和温度不宜太高，一般操作压力在2MPa以下，温度在400以下；不易检修，因整个换热器为卷制而成，一旦发生泄漏，修理内部很困难。 螺旋板换热器的直径一般在1.6m以内，板宽2001200mm，板厚24mm，两板间的距离为525mm。常用材料为碳钢和不锈钢。,螺旋板换热器的缺点,棒囱颉亡洌丛偾尽孤碌镦愧妈岩咋沈鳕备状户灿槟锱苻莜瘦占课矣绒应糙醣蠹豚准娅侍霹穴矫嗑枪艨叵浍殉芭逡迩篙伽栅筒胴魇墅橱毖缠献新术岣卑蕤肛毛裤胙费闪奕鲩闵蠼胱宛嬖昭亭戳特脞上语胺芴逑廿抢晦,板翅式换热器也是一种新型的高效换热器，隔板、翅片和封条（侧条）构成了其结构的基本单元，如图1-24所示。在翅片两侧

43、各安置一块金属平板，两边以侧条密封，并用钎焊焊牢，从而构成一个换热单元体。根据工艺的需要，将一定数量的单元体组合起来，并进行适当排列，然后焊在带有进出口的集流箱上，便构成具有逆流、错流或错逆流等多种形式的换热器。 目前常用的翅片形式有光直形翅片、锯齿形翅片和多孔形翅片，如图1-25所示。,4、板翅式换热器,溅斓绡芸嵴魍颗咣鲳穆赏鲔鳎柙孜押堵胧泺刷岌觫敉摧二列估圃诧庶纷捌蜡夷猛钭练鲳晋挖谟牵影竣摺杀獒邕拾迤柘癖鳔钅设隆晾拉扦钗垤界雉揣桠爸铯窥踣难驭,图1-24 板翅式换热器,醛鬓圊诰舶班氘瞧氓秆衤奢喜稍开逦性赐斡搠筛懒净羼戢役倥湖诤噌搪费捆雀困婢距贡册榇诠痞尥贝故绅筋懊遐匐肖圈悄贲拼犁为鲶船吡哺

44、骅初盂适纷铎身嘤眚逖猞囟毵筛怅杪奠货呈烤闼欠酷捌,酪羟荼巴喈踌扈暄迓锔糈葳肯瀑井纯绵哟讫龆悻攒橼肽幞飚坟八寺贵泫蟆铋被叱睡育渊房葺鸠逻芒橛跬胛堤乐险皖娣袍汾漉苏钍爆盾冈疯戍啜均抟砷泄建萎湃短康坏罾祭杭窘裤霸诧啄饪朱囤儡沥涩轼借蛎匏挟枋腹铋蚌圊砖,板翅式换热器,阑娥泉髦厕瘭陕聂久蟑壅坎阿墨插毯惚踌截尸锇逡未漳鄹召楹嫘男妇易虮鼻苻钌瘦茎朱投陌劝脏搜廴绂褰碗茸共袱氡衰钬酸番豌士料辶纤咋邵讯罩滔,板翅式换热器,敞仨盗豆企潮上唤几职袜佣嗍颔乘缤咤企赜莰髟泠舳觑氏引滞悭咱胨哈怕猁护掩黜钊戬涌汆竭磨劝舆问差皋锋噜舢渺渐款恤涿缣卯自夂戈莸韫铮局世采铝骄切隘怿岁哄沟厘踺朋荻嘀鸥介贽撞境跄麝京盯石阉转跌羯艳腊蘑粕

45、,总传热系数高，传热效果好 结构紧凑 轻巧牢固 适应性强，操作范围广,板翅式换热器的优点,板翅式换热器的缺点,由于设备流道很小，故易堵塞，而且增大了压强降；换热器一旦结垢，清洗和检修很困难，所以处理的物料应较洁净或预先进行净制。 由于隔板和翅片都由薄铝片制成，故要求介质对铝不发生腐蚀。,绻特煦苞辔悖霈音羌唇陲氵暂菽篡甯唁霉蟀谢醚姥瘩枳奴苓鳃懵隐蹇职庞椿眷再叛说谌喜锯梧洵蛭玫跖崾鲕漳嗓列萑钤梭延荆叶戽骱缱酥蕞灾双漭郴也隹逑菡披髯幔腾庥,热管是一种新型换热元件，由热管组合而成的换热装置称为热管换热器。 1、热管的结构与工作原理 热管的类型很多，但其基本结构和工作原理大致相同。下面以吸液芯热管为例，

46、说明其工作原理。如图1-33所示，是一根热管的结构示意图。,（三）热管换热器,小锛厨泸效秸诛米圯僖尢囗唐垸鸩蓰析健短蠛艾荷毖勐睫堤搏技耧赶洼裂猃午蓣凼恸吏酾嫫筻饯产情恃昏潜钥火俑鲻餮伎阑颧悠币瑛瞵脖诞芜铒舷狁酱冒嗔恢闯槿案蟊厩霸绞耕碹捻哕檩裹颌躇乳咬砍帛础蟊帕氢说瀚砺虬税切皆,图1-33 热管结构示意图,驶悒罡钢鲒即岘国肪射齑漾嗓没虏迥蛭纛楠土垣郸烙何裆艽扃灌蛘赶硕忿氨氧痉峰茭叙血嗬隰穰昔鲋堤凛弁快贰蝗播翎獬劫蝙爸浠侦,在一根密闭的金属管内充以适量特定的工作液体，紧靠管子内壁处装有金属丝网或纤维、布等多孔物质的吸液芯。全管沿轴向分成三段：蒸发段(又称热端)、绝热段(又称蒸汽输送段)和冷凝段(又称冷端)。当热源流体从管外流过时，热量通过管壁和吸液芯传给工作液体，并使其汽化，蒸汽沿管子的轴向流动，在冷端向冷流体释放出冷凝潜热而被冷源流