第一篇：換熱器概論

換熱器

機(jī)電工程技術(shù)學(xué)院 過程

091班 蓋偉

隨著科技高速發(fā)展的今天，換熱器已廣泛應(yīng)用國(guó)內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，換熱器跟人們生活息息相關(guān)。換熱器顧名思義就是用來熱交換的機(jī)械設(shè)備。有氣體-氣體交換，氣體-液體交換，液體-液體交換這幾種。就是一種介質(zhì)熱能降低，另一種介質(zhì)熱能增多，達(dá)到熱平衡，符合Q（吸）=Q（放）的熱平衡公式。

在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用更加廣泛。換熱器種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中，間壁式換熱器應(yīng)用最多 換熱器簡(jiǎn)介及分類

換熱器是一種非常重要的換熱設(shè)備，能夠把熱量從一種介質(zhì)傳遞給另一種介質(zhì)，在各種工業(yè)領(lǐng)域中有很廣泛的應(yīng)用。尤其在化工、能源、交通、機(jī)械、制冷、空調(diào)等領(lǐng)域應(yīng)用更廣泛。換熱器能夠充分利用工業(yè)的二次能源，并且能夠?qū)崿F(xiàn)余熱回收和節(jié)能。

換熱器的種類很多，根據(jù)不同的工業(yè)領(lǐng)域可以選用不同的換熱器，可以更大的發(fā)揮換熱器的傳遞熱量的作用?，F(xiàn)在由于人們追求換熱器重量輕、占地面積少、使用經(jīng)濟(jì)性高，從而推動(dòng)了緊湊式換熱表面的發(fā)展，所以緊湊式換熱器在實(shí)際應(yīng)用中種類很多。管殼式的換熱器在過程工業(yè)中的應(yīng)用很廣泛。除了工業(yè)中用到的主要換熱器種類，如緊湊式換熱器、管殼式換熱器、再生器和板式換熱器外，還有其他特殊的換熱器，如雙套管、熱管、螺旋式、板殼式、夾套式等。

換熱器根據(jù)傳遞過程分為：間接接觸式——直接傳遞式、蓄熱式、流化床等。直接接觸式——冷卻塔。根據(jù)流動(dòng)形式分為：并流、逆流、錯(cuò)流。

根據(jù)分成情況分類：?jiǎn)纬虛Q熱器、多程換熱器、根據(jù)流體的相態(tài)分類：氣-液換熱器、液-液換熱器、氣-氣換熱器。根據(jù)傳熱機(jī)理分類：冷凝器、蒸發(fā)器 1.2常見換熱器原理及特點(diǎn)

各種換熱器的作用、工作原理、結(jié)構(gòu)以及其中工作的流體種類、數(shù)量等差別很大，因此幾種常見換熱器的構(gòu)造和原理如下： ■ 板式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

板式換熱器由高效傳熱波紋板片及框架組成。板片由螺栓夾緊在固定壓緊板及活動(dòng)壓緊板之間，在換熱器內(nèi)部就構(gòu)成了許多流道，板與板之間用橡膠密封。壓緊板上有本設(shè)備與外部連接的接管。板片用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕金屬薄板壓制而成，四角沖有供介質(zhì)進(jìn)出的角孔，上下有掛孔。人字形波紋能增加對(duì)流體的擾動(dòng)，使流體在低速下能達(dá)到湍流狀態(tài)，獲得高的傳熱效果。并采用特殊結(jié)構(gòu)，保證兩種流體介質(zhì)不會(huì)串漏?！雎菪迨綋Q熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

螺旋板式換熱器是一種高效換熱器設(shè)備,適用汽－汽、汽－液、液－液，對(duì)液傳熱。它適用于化學(xué)、石油、溶劑、醫(yī)藥、食品、輕工、紡織、冶金、軋鋼、焦化等行業(yè)。按 結(jié)構(gòu)形式可分為 不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋 板式換熱器?！?列管式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)： 列管式換熱器（又名列管式冷凝器），按材質(zhì)分為碳鋼列管式換熱器，不銹鋼列管式換熱器和碳鋼與不銹鋼混合列管式換熱器三種，按形式分為固定管板式、浮頭式、U型管式換熱器，按結(jié)構(gòu)分為單管程、雙管程和多管程，傳熱面積1～500m2，可根據(jù)用戶需要定制。■ 管殼式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

管殼式換熱器是進(jìn)行熱交換操作的通用工藝設(shè)備。廣泛應(yīng)用于化工、石油、石油化工、電力、輕工、冶金、原子能、造船、航空、供熱等工業(yè)部門中。特別是在石油煉制和化學(xué)加工裝置中，占有極其重要的地位?！?容積式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

自動(dòng)控溫節(jié)能型容積式熱交換器，它充分利用蒸汽能源、高效、節(jié)能，是一種新型熱水器。普通熱水器一般需要配置水水熱交換器來降低蒸汽凝結(jié)水溫度以便回用。而節(jié)能型熱交換器凝結(jié)水出水溫度在45℃左右，或直接回鍋爐房重復(fù)使用。這樣減少了設(shè)備投資，節(jié)約熱交換器機(jī)房面積，從而降低基建造價(jià)，因此節(jié)能型容積式熱交換器深受廣大設(shè)計(jì)、用戶單位歡迎。

鋼襯銅熱交換器比不銹鋼熱交換器經(jīng)濟(jì)，并且技術(shù)上有保證。它利用了鋼的強(qiáng)度和銅的耐腐蝕性，即保證熱交換器能承受一定工作壓力，又使熱交換器出水質(zhì)量好。鋼殼內(nèi)襯銅的厚度一般為1.0mm。鋼襯銅熱交換器必須防止在罐內(nèi)形成部分真空，因此產(chǎn)品出廠時(shí)均設(shè)有防真空閥。此閥除非定期檢修是絕對(duì)不能取消的。部分真空的形成原因可能是排出不當(dāng)，低水位時(shí)從熱交換器，或者排水系統(tǒng)不良。水錘或突然的壓力降也是造成壓負(fù)的原因。■ 浮頭式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

浮頭式換熱器其一端管板與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內(nèi)自由浮動(dòng)。殼體和管束對(duì)熱膨脹是自由的，故當(dāng)兩種介質(zhì)的溫差較大時(shí)，管束與殼體之間不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計(jì)成可拆結(jié)構(gòu)，使管束可以容易地插入或抽出，這樣為檢修和清洗提供了方便。這種形式的換熱器特別適用于殼體與換熱管溫差應(yīng)力較大，而且要求殼程與管程都要進(jìn)行清洗的工況。

■ 管式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

DLG型列管式換熱器利用熱傳導(dǎo)和熱輻射的原理，煙道氣通過管程與逆流通過殼程的空氣進(jìn)行能量交換，從而達(dá)到輸出潔凈熱空氣的目的。該換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，列管采用耐高溫的薄壁波紋管，增加發(fā)傳熱面積和換熱效率。廣泛應(yīng)用于化工、制藥、輕工等行業(yè)廢氣余熱利用和空氣加熱?！鰺峁軗Q熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

熱管是一種高效傳熱元件，其導(dǎo)熱能力比金屬高幾百倍至數(shù)千倍。熱管還具有均溫特性好、熱流密度可調(diào)、傳熱方向可逆等特性。用它組成熱管換熱器不僅具有熱管固有的傳熱量大、溫差小、重量輕體積小、熱響應(yīng)迅速等特點(diǎn)，而且還具有安裝方便、維修簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、阻力損失小、進(jìn)、排風(fēng)流道便于分隔、互不滲漏等特點(diǎn)。

熱管是由內(nèi)壁加工有槽道的兩端密封的鋁（軋）翅片管經(jīng)清洗并抽成高真空后注入最佳液態(tài)工質(zhì)而成，隨注入液態(tài)工質(zhì)的成分和比例不同，分為KLS低溫?zé)峁軗Q熱器、GRSC-A中溫?zé)峁軗Q熱器、GRSC-B高溫?zé)峁軗Q熱器。熱管一端受熱時(shí)管內(nèi)工質(zhì)汽化，從熱源吸收汽化熱，汽化后蒸汽向另一端流動(dòng)并遇冷凝結(jié)向散熱區(qū)放出潛熱。冷凝液借毛細(xì)力和重力的作用回流，繼續(xù)受熱汽化，這樣往復(fù)循環(huán)將大量熱量從加熱區(qū)傳遞到散熱區(qū)。熱管內(nèi)熱量傳遞是通過工質(zhì)的相變過程進(jìn)行的。將熱管元件按一定行列間距布置，成束裝在框架的殼體內(nèi)，用中間隔板將熱管的加熱段和散熱段隔開，構(gòu)成熱管換熱器。

■ 汽水換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

該換熱器是在板式換熱器的基礎(chǔ)上加裝降溫與降壓器而組成的，利用調(diào)節(jié)器對(duì)高蒸汽或高溫水進(jìn)行一級(jí)換熱使之降之150℃以下。進(jìn)入板式換熱器進(jìn)行換熱，適用于高溫蒸汽及高溫水(150℃以上)。這種裝置集板式換熱器同時(shí)具有降溫與降壓器的優(yōu)點(diǎn)。使換熱器更加充分地進(jìn)行熱量交換。

■ 空氣換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

加熱爐窯為了降低能耗，在煙道中設(shè)置空氣換熱器，以回收煙氣中的大量余熱，達(dá)到節(jié)約燃料、降低生產(chǎn)成本，提高燃燒溫度、增加爐子的產(chǎn)量?？諝鈸Q熱器是余熱利用的理想設(shè)備，在軋鋼加熱爐、熱處理爐、煅造加熱爐等各種工業(yè)爐窯上得到廣泛應(yīng)用。爐用空氣換熱器的種類很多，目前國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)采用的是金屬換熱器，空氣換熱器是利用爐窯排出的尾氣熱量將空氣預(yù)熱至一定的溫度后返回爐內(nèi)助燃或用于其它設(shè)備。金屬換熱器具有體積小、熱交換效率高、嚴(yán)密性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)?！?波紋管換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

產(chǎn)品特點(diǎn)一種新型的強(qiáng)化傳熱節(jié)能型高效換熱設(shè)備，在傳統(tǒng)列管式換熱器的基礎(chǔ)上，采用強(qiáng)化傳熱技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)各類換熱器的重大突破。公稱通徑DN325～2000mm；公稱壓力P0.6～.4Mpa；換熱管規(guī)格Ф19,Ф25,Ф32,Ф42.壁厚0.5～1.0；工作介質(zhì)水－水、汽－水、油－水、油－油等多種換熱介質(zhì)?？倐鳠嵯禂?shù)水－水K＝2000～3500w/㎡；汽－水K＝2500～4000w/㎡；其它介質(zhì)視介質(zhì)物理性能及工況而定。優(yōu)性能傳熱效率高，防腐能力好，不污、不堵、不易結(jié)垢，無需維護(hù)，密封可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，占地少，節(jié)省投資。■石墨換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

圓塊孔式石墨換熱器由柱形不滲透性石墨換熱塊、石墨上下蓋和其間的氟氧橡膠（或柔性石墨）O型圈及金屬外殼、壓蓋等組裝而成。是目前較先進(jìn)、性能較優(yōu)越的一種石墨換熱器。圓柱形石墨換熱塊有較高的結(jié)果強(qiáng)度，并易與解決密封問題；在密封中采用氟橡膠（或柔性石墨）O型圈密封介質(zhì)，加裝壓力彈簧作為熱脹冷縮的自動(dòng)補(bǔ)償，以起到密封保持作用；采用短通道提高紊流程度使設(shè)備結(jié)構(gòu)度高、耐溫耐壓性能強(qiáng)、抗熱沖擊性能好、體積利用率高、傳熱效果好并便于裝拆檢修。設(shè)備縱向孔走腐蝕性介質(zhì)，橫向孔走非腐蝕性介質(zhì)。

間壁式換熱器的類型包括板式換熱器，夾套式換熱器，沉浸式蛇管換熱器，噴淋式換熱器，套管式換熱器，管殼式換熱器。

板式換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊，組裝方便，占地面積小，傳熱系數(shù)的熱交換設(shè)備。當(dāng)雷諾數(shù)為200時(shí)，就能達(dá)到湍流狀態(tài)，熱系數(shù)可達(dá)4000-7000W/M2℃，是同等流速的管殼式換熱器的3至5倍。設(shè)計(jì)上是軟硬結(jié)合的熱混合的設(shè)計(jì)技術(shù)，不同的波紋面的孿生軟硬板，根據(jù)不同的要求，可以組合不同的阻力的流道，從而使傳熱達(dá)到最優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)合理化。其最大的缺點(diǎn)由于組合件是有橡膠密封，承壓有極限，不能應(yīng)用相高壓的環(huán)境中。由于板片之間交叉成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，要求其運(yùn)行的介質(zhì)分子的顆粒要有一定的范圍，不然很容易堵塞，由于獨(dú)特的組合形式，泄露時(shí)維修極其方便，更換配件簡(jiǎn)單，所以大多行業(yè)用量較大，例如集中供熱行業(yè)、輕工、石油、化工食品等多個(gè)行業(yè)。

管殼式換熱器是一種設(shè)計(jì)復(fù)雜制造工藝繁瑣的換熱設(shè)備，在壓力容器的制造過程中，必須遵守相應(yīng)的章程和制度，管板的厚度，殼體的厚度都得符合GB6654-1996和GB713-1997的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T4237-2007的水平，換熱管的設(shè)計(jì)也要根據(jù)腐蝕程度，抗壓能力上做嚴(yán)格的選擇。其在運(yùn)行的過程中流體的相對(duì)流向一般有順流和逆流2種。順流時(shí)，入口處兩流體的溫差最大，并沿傳熱表面逐漸減小，至出口處溫差為最小。逆流時(shí)，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。在冷、熱流體的進(jìn)出口溫度一定的條件下，當(dāng)兩種流體都無相變時(shí)，以逆流的平均溫差最大順流最小管式換熱器在完成同樣傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面積減??；若傳熱面積不變，采用逆流時(shí)可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節(jié)省設(shè)備費(fèi)，后者可節(jié)省操作費(fèi)，故在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)使用中應(yīng)盡量采用逆流換熱。管式換熱器當(dāng)冷、熱流體兩者或其中一種有物相變化（沸騰或冷凝）時(shí)，由于相變時(shí)只放出或吸收汽化熱，流體本身的溫度并無變化，因此流體的進(jìn)出口溫度相等，這時(shí)兩流體的溫差就與流體的流向選擇無關(guān)了。除順流和逆流這兩種流向外，還有錯(cuò)流和折流等流向。管式換熱器在傳熱過程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱系數(shù)是一個(gè)重要的問題。熱阻主要來源于間壁兩側(cè)黏滯于傳熱面上的流體薄層（稱為邊界層），和換熱器使用中在壁兩側(cè)形成的。污垢層，金屬壁的熱阻相對(duì)較小.管式換熱器增加流體的流速和擾動(dòng)性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。但增加流體流速會(huì)使能量消耗增加，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協(xié)調(diào)。為了降低污垢的熱阻，可設(shè)法延緩污垢的形成，并定期清洗傳熱面。管式換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件下；非金屬材料除制作墊片零件外，有些已開始用于制作非金屬材料的耐蝕 換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。管式換熱器按不同方式不同分類1.固定管板式。固定管板式換熱器的兩端管和殼體制成一體，當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，在外殼的適當(dāng)位置上焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，或膨脹節(jié)。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來補(bǔ)償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈且不易結(jié)垢的物料。2.U形管式。U形管式換熱器每根管子均彎成U形，流體進(jìn)、出口分別安裝在同一端的兩側(cè)，封頭內(nèi)用隔板分成兩室，每根管子可自由伸縮，來解決熱補(bǔ)償問題。特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫和高壓的場(chǎng)合。管程清洗困難，管程流體必須是潔凈和不易結(jié)垢的物料。3.浮頭式。換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端浮頭。管子受熱時(shí)，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消除了溫差應(yīng)力。特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，便于清洗和檢修，完全消除溫差應(yīng)力，應(yīng)用普遍。但就其安裝要有一定的空間，占地面積大，使用于壽命較長(zhǎng)冶金，焦化等要求熱交換率低的場(chǎng)所。

換熱器技術(shù)的發(fā)展前景，換熱器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和化工生產(chǎn)領(lǐng)域中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性起著舉足輕重的作用因此開發(fā)新型高效和結(jié)構(gòu)緊湊的換熱器是目前換熱器研究的一個(gè)重要方向。因此,幾十年來,高效換熱器的開發(fā)與研究始終是人們關(guān)注的課題,國(guó)內(nèi)外先后推出了一系列新型高效換熱器。新型高效換熱器簡(jiǎn)介1 氣動(dòng)噴涂翅片管換熱器2 焊接式板式換熱器3 螺旋折流板換熱器4 新型麻花管換熱器Hitan繞絲花環(huán)換熱器

而在我國(guó)換熱器的制造技術(shù)遠(yuǎn)落后于外國(guó)，由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早期的換熱器只能采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長(zhǎng)期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。

在國(guó)外二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。接著英國(guó)用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。30年代末，瑞典又制造出第一臺(tái)板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在此期間，為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問題，人們對(duì)新型材料制成的換熱器開始注意。60年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外，自60年代開始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，這一類換熱器不但是從材料上有了較大的突破，而且采用新穎的理念，增加強(qiáng)化傳熱。70年代中期，為了進(jìn)一步減小換熱器的體積，減輕重量和金屬消耗，減少換熱器消耗的功率，并使換熱器能夠在較低溫差下工作，人們更是采用各種科學(xué)的辦法來增強(qiáng)換熱器內(nèi)的傳熱。

70年代的世界能源危機(jī)，有力促進(jìn)了換熱強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展。為了節(jié)能將耗，提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，要求開發(fā)適用于不同工業(yè)過程要求的高效換熱設(shè)備。所以這些年來，換熱器的開發(fā)和研究成了人們關(guān)注的課題。當(dāng)今換熱器技術(shù)的發(fā)展以CFD（計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)）、模型化技術(shù)、強(qiáng)化傳熱技術(shù)等形成一個(gè)高技術(shù)體系。所謂提高換熱器性能，就是提高其傳熱性能。狹義的強(qiáng)化傳熱系數(shù)指提高流體和傳熱之間的傳熱系數(shù)。其主要方法歸結(jié)為下述兩個(gè)原理：溫度邊界層減勃和調(diào)換傳熱面附近的流體。

因此最近十幾年來，強(qiáng)化傳熱技術(shù)受到了工業(yè)界的廣泛重視，得到了十分迅速的發(fā)展，凝結(jié)是工業(yè)中普遍遇到的另一種相變換熱過程，凝結(jié)換熱系數(shù)很高，但經(jīng)過強(qiáng)化措施還可以[3]進(jìn)一步提升換熱效率。

換熱器的研究目的

任何一種石油、化工產(chǎn)品，都是人們利用一定的生產(chǎn)技術(shù)和按照特定的工藝要求，將原料經(jīng)過一系列的物理或化學(xué)加工處理得到的。在生產(chǎn)實(shí)踐中，要實(shí)現(xiàn)某種化工生產(chǎn)就需要有相應(yīng)的機(jī)器和設(shè)備。

石油化學(xué)等過程工業(yè)的絕大數(shù)生產(chǎn)過程都是在化工設(shè)備這一特定空間內(nèi)進(jìn)行的。化工容器及設(shè)備是為生產(chǎn)工藝過程服務(wù)的，它必須在規(guī)定的工藝條件下，在單位時(shí)間內(nèi)，盡可能利用最少的資源，最小的空間生產(chǎn)最多的產(chǎn)品，而且在經(jīng)濟(jì)上也是最為合理的。他們的性能，對(duì)整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、生產(chǎn)能力、消耗定額以及“三廢”治理和環(huán)境保護(hù)等方面都有重大影響。

隨著石油化工裝置的大型化和高參數(shù)化，開發(fā)和應(yīng)用新型、高效、節(jié)能的化工設(shè)備，對(duì)石油化工生產(chǎn)具有非常重大的意義。

[4] [參考文獻(xiàn)] [1] 曹偉.國(guó)外新型換熱器技術(shù)[J].機(jī)電設(shè)備,2000,(2):46~47.[2] 方書起,祝春進(jìn),等.強(qiáng)化傳熱技術(shù)與新型高效換熱器研究進(jìn)展[J].化工機(jī)械,2004,(31)4.[3] 馬曉馳.國(guó)內(nèi)外新型高效換熱器[J].化工進(jìn)展,2001,(20)1.[4] 矯明,徐宏,等.新型高效換熱器發(fā)展現(xiàn)狀及研究方向[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2007,(33)3.[ 5] 宋亞非,姜麗,沈占軍各種換熱器的原理及應(yīng)用[ J] 2010.11

第二篇：換熱器基本知識(shí)

一、換熱器的結(jié)構(gòu)型式有哪些？

換熱器是很多工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的一種常見設(shè)備，通過這種設(shè)備進(jìn)行熱量的傳遞，以滿足生產(chǎn)工藝的需要?？砂从猛?、換熱方式、結(jié)構(gòu)型式三種不同的方法進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)型式分類如下：

換熱器分為管式換熱器、板式換熱器、新型材料換熱器和其他型式的換熱器。

管式換熱器又分為：套管式換熱器、管殼式換熱器、沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和翅片管式換熱器。

板式換熱器又分為：夾套式換熱器、平板式換熱器、傘板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器和板殼式換熱器。

新型材料換熱器分為：石墨換熱器、聚四氟乙烯換熱器、玻璃換熱器和鈦材及其他稀有金屬材料換熱器。

其他形式的換熱器包括回轉(zhuǎn)式換熱器和熱管。

二、換熱器管為什么會(huì)結(jié)垢？如何除垢？

因?yàn)閾Q熱器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng)，由于某些鹽類在溫度升高時(shí)從水中結(jié)晶析出，附著于換熱管表面，形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類緩沖劑，當(dāng)水的PH值較高時(shí)，也可導(dǎo)致水垢析出。初期形成的水垢比較松軟，但隨著垢層的生成，傳熱條件惡化，水垢中的結(jié)晶水逐漸失去，垢層即變硬，并牢固地附著于換熱管表面上。

此外，如同水垢一樣，當(dāng)換熱器的工作條件適合溶液析出晶體時(shí)，換熱管表面上即可積附由物料結(jié)晶形成的垢層；當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)有機(jī)物較多、而流體的流速又較小時(shí)，部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會(huì)在換熱器內(nèi)沉積，形成疏松、多孔或膠狀污垢。

換熱器管束除垢的方法主要有下列三種。

一、手工或機(jī)械方法

當(dāng)管束有輕微堵塞和積垢時(shí)，借助于鏟削、鋼絲刷等手工或機(jī)械方法來進(jìn)行清理，并用壓縮空氣，高壓水和蒸汽等配合吹洗。當(dāng)管子結(jié)垢比較嚴(yán)重或全部堵死時(shí)，可用管式?jīng)_水鉆（又稱為捅管機(jī)）進(jìn)行清理。

二、沖洗法

沖洗法有兩種。第一種是逆流沖洗，一般是在運(yùn)動(dòng)過程中，或短時(shí)間停車時(shí)采用，可以不拆開裝置，但在設(shè)備上要預(yù)先設(shè)置逆流副線，當(dāng)結(jié)垢情況并不嚴(yán)重時(shí)采用此法較為有效。

第二種方法是高壓水槍沖洗法。對(duì)不同的換熱器采用不同的旋轉(zhuǎn)水槍頭，可以是剛性的，也可以是繞性的，壓力從10MPa至200ＭＰa自由調(diào)節(jié)。利用高壓水除污垢，無論對(duì)管間、管內(nèi)及殼體均適用。高壓水槍沖洗換熱器效果較好。應(yīng)用廣泛。

三、化學(xué)除垢

換熱器管程結(jié)垢，主要是因?yàn)樗|(zhì)不好形成水垢及油垢的結(jié)焦沉淀和粘附兩種形式，用化學(xué)法除垢，首先應(yīng)對(duì)結(jié)垢物質(zhì)化驗(yàn)分析，搞清結(jié)垢物性質(zhì)，就可以決定采用哪種溶劑清洗。一般對(duì)硫酸鹽和硅酸鹽水垢采用堿洗（純堿、燒堿、磷酸三鈉等），碳酸鹽水垢則用酸洗（鹽酸、硝酸、磷酸、氟氫酸等）。對(duì)油垢結(jié)焦可用氫氧化鈉、碳酸鈉、洗衣粉、液體洗滌劑、硅酸鈉和水按一定的配比配成清洗液進(jìn)行清洗。采用化學(xué)清洗的辦法，現(xiàn)場(chǎng)需要重新配管，比較花費(fèi)時(shí)間。

三、管殼式換熱器管子與管板的連接方法有哪幾種？如何選擇？

根據(jù)換熱器使用條件、加工條件的不同，基本可分為脹接、焊接、脹焊并用三大類。

其中脹接又可分為：機(jī)械脹管、液壓脹管、液袋脹管、橡膠脹管、爆炸脹管、脈沖脹管、粘脹等。

焊接分為：普通焊接、內(nèi)孔焊接、高頻焊接、摩擦焊接、釬焊和爆炸焊接。

脹焊并用分為：強(qiáng)度焊+貼脹、強(qiáng)度焊+強(qiáng)度脹、強(qiáng)度脹+密封焊、強(qiáng)度脹+貼脹+密封焊、強(qiáng)度焊+強(qiáng)度脹+貼脹。

換熱器進(jìn)行水壓試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)的基本原則如下：

（1）液壓試驗(yàn)時(shí)，圓筒的薄膜應(yīng)力不得超過試驗(yàn)溫度下材料屈服點(diǎn)的90%；在氣壓試驗(yàn)時(shí)，此應(yīng)力不得超過試驗(yàn)溫度下材料屈服點(diǎn)的80%；

（2）制造完工的換熱器應(yīng)按GB150“鋼制焊接壓力容器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定進(jìn)行壓力試驗(yàn)；

（3）換熱器需經(jīng)水壓試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行氣密性試驗(yàn)；

（4）壓力試驗(yàn)必須用兩個(gè)量程相同的并經(jīng)過校正的壓力表。壓力表的量程在試驗(yàn)的2倍左右為宜，但不應(yīng)低于1.5倍和高于4倍的試驗(yàn)壓力；

（5）換熱器的開孔補(bǔ)強(qiáng)圈應(yīng)在壓力試驗(yàn)以前通入0.4~0.5Mpa的壓縮空氣檢查焊縫質(zhì)量；

（6）水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)方法要嚴(yán)格按照容器壓力試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行；

（7）換熱壓力容器液壓試驗(yàn)程序應(yīng)按GB151規(guī)定進(jìn)行；

（8）水壓試驗(yàn)和空密性試驗(yàn)在確認(rèn)無泄漏后，應(yīng)保壓30min。

四、換熱器泄漏后如何進(jìn)行試漏檢查？怎樣進(jìn)行堵管？

一、試漏檢查

為了查明管子的泄漏情況，首先要作水壓試驗(yàn)，一般均采用在管子外側(cè)加壓力的外壓試驗(yàn)。其方法是：把水通入殼體，保持一定時(shí)間，用目測(cè)檢查兩端管板處管子的泄漏情況，對(duì)漏管做出記錄。

二、堵管

管子本身的泄漏一般情況下是無法修復(fù)的，假如泄漏管子的數(shù)量不多時(shí)，可以用圓錐形的金屬堵頭將管口兩端堵塞，如管程壓力較高時(shí)，堵緊后再焊住更可靠。堵頭的長(zhǎng)度一般為管內(nèi)徑的2倍，小端直徑應(yīng)等于0.85倍的內(nèi)徑，錐度為1:10，堵頭材料的硬度應(yīng)低于或等于管子的硬度。用堵管來消除泄漏時(shí)堵管數(shù)不得超過10%。

五、換熱器腐蝕的主要部位是哪些？為什么會(huì)發(fā)生腐蝕？

換熱器腐蝕的主要部位是換熱管、管子與管板連接處、管子與折流板交界處、殼體等。腐蝕原因如下：

一、換熱管腐蝕

由于介質(zhì)中污垢、水垢以及入口介質(zhì)的渦流磨損易使管子產(chǎn)生腐蝕，特別是在管子入口端的40~50mm處的管端腐蝕，這主要是由于流體在死角處產(chǎn)生渦流擾動(dòng)有關(guān)。

二、管子與管板、折流板連接處的腐蝕

換熱管與管板連接部位及管子與折流板交界處都有應(yīng)力集中，容易在脹管部位出現(xiàn)裂紋，當(dāng)管與管板存在間隙時(shí)，易產(chǎn)生Cl+的聚積及氧的濃差，從而容易在換熱管表面形成點(diǎn)坑或間隙腐蝕使它成為SCC的裂源。管子與折流板交界處的破裂，往往是由于管子長(zhǎng)，折流板多，管子稍有彎曲，容易造成管壁與折流板處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，加之間隙的存在，故其交界處成為應(yīng)力腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)。

三、殼體腐蝕

由于殼體及附件的焊縫質(zhì)量不好也易發(fā)生腐蝕，當(dāng)殼體介質(zhì)為電解質(zhì)，殼體材料為碳鋼，管束用折流板為銅合金時(shí)，易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，把殼體腐蝕穿孔。

管殼式換熱器的檢修內(nèi)容是：

一、小修內(nèi)容

1）拆卸換熱器兩端封頭或管箱；

2）清洗、清掃管子內(nèi)表面和殼體異物。并檢查換熱器兩端蓋、管箱的腐蝕、銹蝕、裂紋、砂眼等缺陷；

3）對(duì)管束和殼體進(jìn)行試壓和試漏；

4）檢查螺栓及保溫、防腐；

5）進(jìn)行局部測(cè)厚。

二、中修內(nèi)容

1）包括小修內(nèi)容；

2）抽出管束清理、清掃、清洗，并檢查換熱管的變形和彎曲情況；

3）檢查隔板和折流板及拉桿螺栓的腐蝕情況；

4）檢查換熱器各密封面情況，表面不應(yīng)有劃痕、凹坑和點(diǎn)蝕。

三、大修內(nèi)容

1）包括中、小修內(nèi)容；

2）全面檢查換熱器的運(yùn)行情況，并對(duì)管板與管子焊接處進(jìn)行著色檢驗(yàn)。管殼式換熱器日常維護(hù)的內(nèi)容

管殼式換熱器日常維護(hù)和監(jiān)測(cè)應(yīng)觀察和調(diào)整好以下循環(huán)水的工藝指標(biāo)。

一、溫度

溫度是換熱器運(yùn)行中的主要控制指標(biāo)，從換熱器進(jìn)出口流體溫度變化的情況可分析換熱器的換熱效果，判斷換熱器傳熱效率的高低，主要在傳熱系數(shù)上，傳熱系數(shù)低其效率也低，由進(jìn)出口的溫度可決定對(duì)換熱器進(jìn)行檢查和清洗。

二、壓力

換熱器列管若干結(jié)垢嚴(yán)重，則阻力增大，所以日常要對(duì)換熱器的進(jìn)出口壓差進(jìn)行測(cè)定和檢驗(yàn)，特別對(duì)高壓流體的換熱器更要特別重視，如果列管泄露，高壓流體一定向低壓側(cè)泄漏，造成低壓側(cè)壓力上升較快，甚至超壓。所以必須解體檢修或堵管。

三、振動(dòng)

換熱器內(nèi)部的流體流速一般較高，由于流體的脈沖和流動(dòng)都會(huì)造成換熱管的振動(dòng)，或者整個(gè)設(shè)備振動(dòng)，但最危險(xiǎn)的是工藝開車過程中，提壓或加負(fù)荷較快，很容易引起換熱管振動(dòng)，特別是在隔板處，管子振動(dòng)的頻率較高，容易把管切斷，造成斷管泄漏，遇到這種情況必須停機(jī)解體檢查，檢修換熱器。

固定管板式換熱器有哪幾部分組成？結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？浮頭式換熱器的浮頭有幾種形式？

固定管板式換熱器主要由外殼、封頭、管板、管束折流板或支撐板等部件組成。

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：在殼體中設(shè)置有平行管束，管束兩端用焊接或脹接的方法固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼體的進(jìn)出管直接焊接在殼體上，裝有進(jìn)口或出口管的封頭管箱用螺栓與外殼兩管板緊固。管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長(zhǎng)度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器，管程可以用隔板分成任何程數(shù)。

浮頭換熱器的浮頭常用的有兩種形式。第一種是靠夾鉗形半環(huán)和若干個(gè)壓緊螺釘使浮頭蓋和活動(dòng)管板密封結(jié)合起來，保證管內(nèi)和管間互不滲漏。第二種是使浮頭蓋法蘭直接和勾圈法蘭用螺栓緊固，使浮頭蓋法蘭和活動(dòng)管板密封貼合，雖然減少了管束的有效傳熱面積，但密封性可靠，整體也較緊湊。

板式換熱器的工作原理是什么？有何特點(diǎn)？

板式換熱器是由許多波紋形的傳熱板片，按一定的間隔，通過橡膠墊片壓緊組成的可拆卸的換熱設(shè)備。板片組裝時(shí)，兩組交替排列，板與板之間用粘結(jié)劑把橡膠密封板條固定好，其作用是防止流體泄漏并使兩板之間形成狹窄的網(wǎng)形流道，換熱板片壓成各種波紋形，以增加換熱板片面積和剛性，并能使流體在低流速成下形成湍流，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果。板上的四個(gè)角孔，形成了流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質(zhì)分別流入各自流道，形成逆流或并流通過每個(gè)板片進(jìn)行熱量的交換。

其特點(diǎn)：（1）體積小，占地面積少；（2）傳熱效率高；（3）組裝靈活；（4）金屬消耗量低；（5）熱損失??；（6）拆卸、清洗、檢修方便；（7）板式換熱器缺點(diǎn)是密封周邊較長(zhǎng)，容易泄漏，使用溫度只能低于150oC，承受壓差較小，處理量較小，一旦發(fā)現(xiàn)板片結(jié)垢必須拆開清洗。

六、板式換熱器有哪幾部分組成？有什么作用？

板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端壓板、固定封頭、活動(dòng)封頭（頭蓋）、夾緊螺栓、支架、進(jìn)出管等組成。

各部件作用如下：

一、傳熱板片

傳熱板片是換熱器主要起換熱作用的元件，一般波紋做成人字形，按照流體介質(zhì)的不同，傳熱板片的材質(zhì)也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成。

二、密封墊片

板式換熱器的密封墊片主要是在換熱板片之間起密封作用。板式換熱器的泄漏多是因?yàn)槊芊鈮|片壓錯(cuò)位或者老化引起的。

三、兩端壓板

兩端壓板主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質(zhì)不泄漏。

四、夾緊螺栓

夾緊螺栓主要是起緊固封頭和換熱板片的作用。夾緊螺栓一般是通扣螺紋，預(yù)緊螺栓時(shí)，一定用力矩扳手，使固定板片的力矩均勻。

五、掛架

主要是支承換熱板片，使其拆卸、清洗、組裝等方便。

板式換熱器中、大修的內(nèi)容有哪些？

板式換熱器中修的內(nèi)容是：

（1）拆除進(jìn)出管清洗雜物；

（2）檢查進(jìn)出管的橡膠內(nèi)襯，不應(yīng)有裂紋和破壞；

（3）檢查測(cè)量螺栓預(yù)緊力和板片總體尺寸。

板式換熱器大修的內(nèi)容是：

（1）包括中修內(nèi)容；

（2）如換熱器結(jié)垢，應(yīng)解體清洗，或者另行配管在線化學(xué)清洗；

（3）用放大鏡檢查密封墊片的彈性和壓縮變形情況，必要時(shí)可以更換；

（4）檢查傳熱板片變形情況；

（5）檢查傳熱板片有無腐蝕、穿孔等缺陷；

（6）重新組裝，壓緊螺栓；

（7）試壓；

（8）復(fù)位。

板式換熱器的拆裝程序如下：

（1）板式換熱器拆卸前，首先測(cè)量板束的壓緊長(zhǎng)度尺寸，做好記錄（重裝時(shí)應(yīng)按此尺寸）；

（2）拆下夾緊螺栓和全部換熱片；

（3）取下各板片上的密封墊片，為防止用螺絲刀刺破板片，可采取液氮急冷法，使橡膠板條急冷變形，然后撕下；

（4）清理密封槽內(nèi)的殘余粘結(jié)劑，清洗板片上的污垢；

（5）用燈光或滲透法檢查傳熱板片有無裂紋或穿孔。檢查板片上是否有凹坑或變形；

（6）修復(fù)或更換損壞的板片；

（7）重新組裝。組裝前首先用丙酮清洗密封槽，并用401號(hào)粘結(jié)劑，水平位置粘好密封條；

（8）粘好密封條的板片，每50片一組，用20~30mm的鋼板壓緊，在周圍環(huán)境溫度為30~35oC的范圍內(nèi)固化24h，可以掛片；

（9）掛片完畢，輕掛兩端壓蓋，并穿固定螺栓；

（10）用力矩扳手均勻地?cái)Q緊螺栓；

（11）測(cè)量組裝壓緊后板片的總長(zhǎng)度；

（12）裝進(jìn)出口內(nèi)襯套；

（13）整體試壓。首先將板片一側(cè)的流體通道的入口管盲死，裝滿水，然后在板片另一側(cè)的工作介質(zhì)通道出口管上加一帶放氣短管的盲板，在試壓側(cè)裝上壓力表。充滿水后用手壓泵加壓，為操作壓力的1.5倍，并保持30min，壓力無下降即可連接外管。

板式換熱器泄漏主要由以下原因造成：

（1）換熱板片腐蝕穿透；

（2）換熱板片有裂紋；

（3）夾緊螺栓緊固不均勻；

（4）換熱板片變形太大；

（5）密封墊片斷裂或老化；

（6）密封墊片厚度不均；

（7）密封墊片壓偏。

板式換熱器與列管式換熱器比較有什么優(yōu)點(diǎn)？

（1）體積小，占地面積少。板式換熱器占地面積為同樣換熱能力的列管式換熱器的30%左右。

（2）傳熱效率高。傳熱系數(shù)可達(dá)16700KJ/（m2*h*oC）[4000kcal/(m2*h*oC)],較之列管換熱器高2~4倍。

（3）組裝方便。當(dāng)增加換熱淚盈眶面積時(shí)，只需多裝板片，進(jìn)出口方位不需變動(dòng)。

（4）金屬消耗量低；

（5）拆卸、清洗、檢修方便，不易結(jié)垢。

第三篇：換熱器論文

09無機(jī)非（1）

材料工程基礎(chǔ)論文

管殼式換熱器論文

摘要;本文主要介紹管殼式換熱器。并分析其特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：管殼式換熱器、傳熱管束、管板、折流板

正文：管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。管殼式換熱器

流體每通過管束一次稱為一個(gè)管程；每通過殼體一次稱為一個(gè)殼程。圖示為最簡(jiǎn)單的單殼程單管程換熱器,簡(jiǎn)稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。

類型：由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因此換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過50 ℃時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所

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材料工程基礎(chǔ)論文

采用的補(bǔ)償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：

① 固定管板式換熱器 管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。

② 浮頭式換熱器 管束一端的管板可自由浮動(dòng)，完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。

③ U型管換熱器 每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。

非金屬材料換熱器 化工生產(chǎn)中強(qiáng)腐蝕性流體的換熱，需采用

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材料工程基礎(chǔ)論文

陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金屬材料制作管殼式換熱器。這類換熱器的換熱性能較差，只用于壓力低、振動(dòng)小、溫度較低的場(chǎng)合。

流道的選擇

進(jìn)行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：①不潔凈和易結(jié)垢流體宜走管程，因管內(nèi)清洗較方便；②腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時(shí)受腐蝕；③壓力高的流體宜走管程，以免殼體承受壓力；④飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無關(guān),且冷凝液容易排出；⑤若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時(shí)，宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程，以減小熱應(yīng)力。

操作強(qiáng)化

當(dāng)管壁兩側(cè)傳熱分系數(shù)相差很大時(shí)（如粘度小的液體與氣體間的換熱），應(yīng)設(shè)法減小傳熱分系數(shù)低的一側(cè)的熱阻。如果管外傳熱分系數(shù)小，可采用外螺紋管（低翅片管），以增大管外一側(cè)的傳熱面積和流體湍動(dòng)，減小熱阻。如果管內(nèi)傳熱分系數(shù)小，可在管內(nèi)設(shè)置麻花鐵，螺旋圈等添加物，以增強(qiáng)管內(nèi)擾動(dòng)，強(qiáng)化換熱，當(dāng)然這時(shí)流體的流動(dòng)阻力也將增大。

管殼式換熱器-shell and tube heat exchanger 由一個(gè)殼體和包含許多管子的管束所構(gòu)成，冷、熱流體之間通過管壁進(jìn)行換熱的換熱器。管殼式換熱器作為一種傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備，在化工、煉油、石油化工、動(dòng)力、核能和其他工業(yè)裝置中得到普遍采用，特別是在高溫高壓和大型換熱器中的應(yīng)用占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。通常的工作壓力可達(dá)4兆帕，工作溫度在200℃以下，在個(gè)別情況下還可達(dá)到更高的壓力和溫度。一般殼體直徑在1800毫米以下，管子長(zhǎng)度在9米以下，在個(gè)別情況下也有更大或更長(zhǎng)的。

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材料工程基礎(chǔ)論文

為提高換熱器的傳熱效能，也可采用螺紋管、翅片管等。管子的布置有等邊三角形、正方形、正方形斜轉(zhuǎn)45°和同心圓形等多種形式，前3 種最為常見。按三角形布置時(shí)，在相同直徑的殼體內(nèi)可排列較多的管子，以增加傳熱面積，但管間難以用機(jī)械方法清洗，流體阻力也較大。管板和管子的總體稱為管束。管子端部與管板的連接有焊接和脹接兩種。在管束中橫向設(shè)置一些折流板，引導(dǎo)殼程流體多次改變流動(dòng)方向，有效地沖刷管子，以提高傳熱效能，同時(shí)對(duì)管子起支承作用。折流板的形狀有弓形、圓形和矩形等。為減小殼程和管程流體的流通截面、加快流速，以提高傳熱效能，可在管箱和殼體內(nèi)縱向設(shè)置分程隔板，將殼程分為2程和將管程分為2程、4程、6程和8程等。管殼式換熱器的傳熱系數(shù)，在水-水換熱時(shí)為1400～2850瓦每平方米每攝氏度〔W/(m2〃℃)〕;用水冷卻氣體時(shí)，為10～280W/(m2〃℃)；用水冷凝水蒸汽時(shí)，為570～4000W/(m2〃℃)。

分類

管殼式換熱器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、Ｕ型管式換熱器、雙重管式換熱器、填函式換熱器和雙管板換熱器等。前 3種應(yīng)用比較普遍。

固定管板式換熱器

它是管殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)形式。管子的兩端分別固定在與殼體焊接的兩塊管板上。在操作狀態(tài)下由于管子與殼體的壁溫不同，二者的熱變形量也不同，從而在管子、殼體和管板中產(chǎn)生溫差應(yīng)力。這一點(diǎn)在分析管板強(qiáng)度和管子與管板連接的可靠性時(shí)必須予以考慮。為減小溫差應(yīng)力，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)。固定管板式換熱器一般只在適當(dāng)?shù)臏夭顟?yīng)力范圍、殼程壓力不高的場(chǎng)合下

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材料工程基礎(chǔ)論文

采用。固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，但參與換熱的兩流體的溫差受一定限制；管間用機(jī)械方法清洗有困難，須采用化學(xué)方法清洗，因此要求殼程流體不易結(jié)垢。

浮頭式換熱器

浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)為管子一端固定在一塊固定管板上，管板夾持在殼體法蘭與管箱法蘭之間，用螺栓連接；管子另一端固定在浮頭管板上，浮頭管板與浮頭蓋用螺栓連接，形成可在殼體內(nèi)自由移動(dòng)的浮頭。由于殼體和管束間沒有相互約束，即使兩流體溫差再大，也不會(huì)在管子、殼體和管板中產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭式換熱器適用于溫度波動(dòng)和溫差大的場(chǎng)合；管束可從殼體內(nèi)抽出用機(jī)械方法清洗管間或更換管束。但與固定管板式換熱器相比，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。

U型管式換熱器 一束管子被彎制成不同曲率半徑的U型管，其兩端固定在同一塊管板上，組成管束。管板夾持在管箱法蘭與殼體法蘭之間，用螺栓連接。拆下管箱即可直接將管束抽出，便于清洗管間。管束的U形端不加固定，可自由伸縮，故它適用于兩流體溫差較大的場(chǎng)合；又因其構(gòu)造較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單，只有一塊管板，單位傳熱面積的金屬消耗量少，造價(jià)較低，也適用于高壓流體的換熱。但管子有U形部分，管內(nèi)清洗較直管困難，因此要求管程流體清潔，不易結(jié)垢。管束中心的管子被外層管子遮蓋，損壞時(shí)難以更換。相同直徑的殼體內(nèi)，U形管的排列數(shù)目較直管少，相應(yīng)的傳熱面積也較小。

雙重管式換熱器

將一組管子插入另一組相應(yīng)的管子中而構(gòu)成的換熱器。管程流體從管箱進(jìn)口管流入，通過內(nèi)插管到達(dá)外套管的底

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材料工程基礎(chǔ)論文

部，然后返向，通過內(nèi)插管和外套管之間的環(huán)形空間，最后從管箱出口管流出。其特點(diǎn)是內(nèi)插管與外套管之間沒有約束，可自由伸縮。因此，它適用于溫差很大的兩流體換熱。但管程流體的阻力較大，設(shè)備造價(jià)較高。

填函式換熱器

填函式換熱器的結(jié)構(gòu)，管束一端與殼體之間用填料密封。管束的另一端管板與浮頭式換熱器同樣夾持在管箱法蘭與殼體法蘭之間，用螺栓連接。拆下管箱、填料壓蓋等有關(guān)零件后，可將管束抽出殼體外，便于清洗管間。管束可自由伸縮，具有與浮頭式換熱器相同的優(yōu)點(diǎn)。由于減少了殼體大蓋，它的結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單，造價(jià)也較低；但填料處容易滲漏，工作壓力和溫度受一定限制，直徑也不宜過大。

雙管板換熱器管子兩端分別連接在兩塊管板上，兩塊管板之間留有一定的空間，并裝設(shè)開孔接管。當(dāng)管子與一側(cè)管板的連接處發(fā)生泄漏時(shí)，漏入的流體在此空間內(nèi)收集起來，通過接管引出，因此可保證殼程流體和管程流體不致相互串漏和污染。雙管板換熱器主要用于嚴(yán)格要求參與換熱的兩流體不互相串漏的場(chǎng)合，但造價(jià)比固定管板式換熱器高。

特點(diǎn)

這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流

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材料工程基礎(chǔ)論文

動(dòng)，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，傳熱分系數(shù)大；流體每通過管束一次稱為一個(gè)管程；每通過殼體一次稱為一個(gè)殼程。圖示為最簡(jiǎn)單的單殼程單管程換熱器,簡(jiǎn)稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。

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材料工程基礎(chǔ)論文

參考文獻(xiàn)：1.http://004km.cn/100k/read.php?tid=3280 3.江南 易宏 甑亮 岑漢釗.管殼式換熱器殼程強(qiáng)化傳熱 研究進(jìn)展.化肥工業(yè) 1998 25 6 : 27 321

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第四篇：淺論換熱器及其發(fā)展趨勢(shì)

淺論換熱器及其發(fā)展趨勢(shì)

摘要:換熱器是工業(yè)部門廣泛使用的一種設(shè)備。為了適應(yīng)所需，換熱器的類型多而復(fù)雜，本文根據(jù)作用原理和傳熱方式主要分為直接接觸式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器和中間載熱體式換熱器進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。間壁式換熱器仍是應(yīng)用最廣泛的一類換熱器，因此以其一列管式換熱器為例概括了換熱管的現(xiàn)狀和相應(yīng)的換熱器的發(fā)展進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：換熱器；換熱管；現(xiàn)狀；發(fā)展

一、換熱器介紹

換熱器是一種使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備，它在許多工業(yè)部門被廣泛使用，包括化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械等等。其主要功能有兩點(diǎn)，一是使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝流程上的需要；二是有效的回收利用預(yù)熱、廢熱，特別是低位熱能。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用相當(dāng)廣泛，自然的，其類型也相當(dāng)多，若按照作用原理和傳熱方式則分為直接接觸式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器和中間載熱體式換熱器。

1.1 直接接觸式換熱器

直接接觸式換熱器又稱混合式換熱器，是依靠冷、熱流體直接接觸而進(jìn)行傳熱的，這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側(cè)的污垢熱阻，只要流體間的接觸情況良好，就有較大的傳熱速率。故凡允許流體相互混合的場(chǎng)合，都可以采用混合式熱交換器，例如氣體的洗滌與冷卻、循環(huán)水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等，具體應(yīng)用有冷卻塔、氣壓冷凝器、氣體洗滌器等。

采用這種換熱器，熱量能有效地從一種流體傳遞到另一種流體，即傳熱效率高，單位傳熱面上能傳遞的熱量多；其結(jié)構(gòu)能適應(yīng)所規(guī)定的工藝操作，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，密封性

好，清洗、檢修方便，流體阻力小。同時(shí)價(jià)

格便宜，維護(hù)容易，可使用時(shí)間長(zhǎng)。但明顯的缺點(diǎn)就是應(yīng)用范圍小，僅適用于工藝上允許兩種流體混合的場(chǎng)合。

1.2蓄熱式換熱器

圖1-1直接接觸式換熱器 熱式換熱器與回?zé)崾綋Q熱器相對(duì)應(yīng)，是一種應(yīng)用歷蓄史比較久遠(yuǎn)的換熱裝置，回?zé)崾綋Q熱器中兩種流體的換熱是通過各個(gè)位置的固定邊界進(jìn)行的，在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)換熱器的內(nèi)的溫度只與位置有關(guān)，而在蓄熱式換熱器熱量的傳遞都是動(dòng)態(tài)

［］的，同時(shí)依賴于位置和時(shí)間。1在蓄熱式換熱器中，冷、熱流體交替地流過同一固體傳熱面及其所形成的通道，依靠構(gòu)成傳熱面的物體的熱容作用（吸熱或放熱），實(shí)現(xiàn)冷、熱流體之問的熱交換。蓄熱式換熱器有受熱面回轉(zhuǎn)式和風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式兩種：前者是由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)使煙氣和空氣交替沖刷蓄熱元件；后者是由風(fēng)罩轉(zhuǎn) 使煙氣和空氣交替沖刷蓄熱元件。該換熱器適用于流量大的氣一氣熱交換場(chǎng)合，如動(dòng)力、硅酸鹽及石油化工等工業(yè) 中的余熱利用和廢熱回［］收等方面。2

蓄熱式換熱器的優(yōu)點(diǎn)也很明顯，首先是結(jié)構(gòu)緊湊，其次它是由由固體填充物構(gòu)成的蓄熱體作為傳熱面的，交替地通過同一通道利用蓄熱體來吸熱和放熱，其單位面積傳熱面大，適用于氣-氣熱交換，如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。但局限在于不允許兩種流體混合。

圖1-3 燃燒室

圖1-2 蓄熱式換熱器

1.3 間壁式換熱器

間壁式換熱器又稱為表面式換熱器，利用間壁（固體壁面）進(jìn)行熱交換。是應(yīng)用最廣泛的一類換熱器，形式也多種多樣，如板式換熱器、板翅式換熱器、列管換熱器三類。相比而言，板式換熱器具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)；板翅式換熱器制造工藝要求更為嚴(yán)格，且容易堵塞，不耐腐蝕，清洗檢修困難，但其傳熱性能特別好；列管式換熱器又稱管殼式換熱器，是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)備，又分為固定管板式換熱器、U形管式換熱器、浮頭式換熱器。管殼 式換熱器由一個(gè)殼體 和包 含許多 管子的管束所構(gòu)成，冷、熱流體之間通過管壁進(jìn)行換熱的換熱器。它適應(yīng)于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等各個(gè)方面。通常管殼式換熱器的工作壓力可達(dá) 4兆帕，工作作溫度在 200 ℃ 以下。在個(gè)別情況下還可達(dá)到更高的壓力和溫度。一般殼體直徑在1800 ram 以下，管子長(zhǎng)度在9m以下，在個(gè)別情況下也有更大或更長(zhǎng)的。其優(yōu)于其他兩種的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可選用的結(jié)構(gòu)材料范圍廣，故適應(yīng)性強(qiáng)、操作彈性較大。因此，在高溫、高壓和大型裝置上多采用列管式換熱器。

圖1-4 管殼式換熱器

間壁式換熱器應(yīng)用廣泛，工作壞境多變 且較為惡劣，例如部分間壁式換熱器操作壓強(qiáng)高達(dá)2*105Kpa，溫度-250到1500 ℃的范圍內(nèi)變化，某些流體的腐蝕性又特別嚴(yán)重等。每種類型的換熱器都有優(yōu)缺點(diǎn)，選擇換熱器類型時(shí)，要考慮的因素很多，例如材料，壓強(qiáng)，溫度，溫度差，壓強(qiáng)降，結(jié)垢腐蝕情況，流動(dòng)狀態(tài)，傳熱效果，檢修和操作等。對(duì)同一種換熱器而言，某種情況下使用是好的，而在另外的情況下卻不能夠令人滿意，甚至根本不能用。因此在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員需對(duì)各種間壁式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)和操作方式了然于胸，最大發(fā)［3］揮其優(yōu)勢(shì)。

1.4 中間載熱體式換熱器

中間載熱體式換熱器是將兩個(gè)間壁式換熱器由在其中循環(huán)的載熱體連接，載熱體在高溫流體換熱器和低溫流體換熱器間循環(huán)，從高溫流體換熱器中吸收熱量，向低溫流體換熱器中釋放熱量給低溫流體。

圖1-5

熱管換熱器

二、換熱器的發(fā)展

換熱器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和化工生產(chǎn)領(lǐng)域中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性起著舉足輕重的作用。近年來，能源與材料費(fèi)用的不斷增長(zhǎng)極大地推動(dòng)了對(duì)高效節(jié)能換： 熱器的研究，作為一種節(jié)能設(shè)備，換熱器不僅是保證加工過程正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可缺少的設(shè)備，而且就金屬消耗、動(dòng)力消耗和投資來說，其在整個(gè)工程中所占有比例很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，換熱器的投資約占全部設(shè)備投資的40%。因此開發(fā)新型高效和結(jié)構(gòu)緊湊的換熱器是目前換熱器研究的一個(gè)重要方向。其內(nèi)部強(qiáng)化傳熱主要有兩種途徑：增大傳熱面積，但換熱器的傳熱面積不可能無限制地增大，否則投資費(fèi)用會(huì)大大增加，并且隨著工業(yè)化的進(jìn)展，設(shè)備要緊湊化：提高傳熱系數(shù)，主要從管程和殼程傳熱強(qiáng)化系數(shù)的提高方面上考慮。

2.1 常見換熱管的研究現(xiàn)狀

2.1.1 螺旋槽管

螺旋槽管是種管壁上具有外凸和內(nèi)凸的異形管，管壁上的螺旋槽能在有相變和無相變的傳熱中明顯提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù)，起到雙邊強(qiáng)化的作用。根據(jù)在光管表面加螺旋槽的類型，螺旋槽管有單頭和多頭之分，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有槽深e、槽距p和槽旋角β。，研究還表明單頭螺旋槽管比多頭螺旋槽管的性能好。目前，無論足從傳熱、流阻、結(jié)垢性能，還是從無相變對(duì)流換熱和有相變凝結(jié)換熱，對(duì)螺旋槽管的強(qiáng)化傳熱研究從理論到實(shí)際已達(dá)到較高水平。

2.1.2 橫紋管

橫紋管是一種普通圓管作毛胚，在管外壁經(jīng)簡(jiǎn)單滾軋出與軸線垂直的凹槽，同時(shí)在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。其強(qiáng)化機(jī)理為：當(dāng)管內(nèi)流體經(jīng)橫向環(huán)肋時(shí)，管壁附近形成軸向漩渦，增加了邊界層的擾動(dòng)，有利于熱量通過邊界層的傳遞。當(dāng)渦流即將消失時(shí)，流體又流經(jīng)下一個(gè)橫肋，不斷產(chǎn)生軸向渦流，因而保持連續(xù)且穩(wěn)定的強(qiáng)化作用。2.1.3 管內(nèi)插入物

管內(nèi)插入物的類型有很多，主要有：麻花鐵、螺旋線圈、螺旋帶、螺旋片、扭帶和靜態(tài)混合器等。各種插入物的強(qiáng)化傳熱機(jī)理一般可分為四種：形成旋轉(zhuǎn)流；破壞邊界層；中心流體與管壁流體產(chǎn)牛置換作用；產(chǎn)生二次流。管內(nèi)插入物的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)舊的換熱器設(shè)備進(jìn)行改造，以提高其換熱性能。在強(qiáng)化傳熱的同時(shí)，能達(dá)到清除污垢的目的。2.1.4 內(nèi)翅片管

內(nèi)翅片管是采用特殊的焊接工藝和設(shè)備加工而成，流體在管內(nèi)的換熱過程為單相強(qiáng)制對(duì)流換熱。其豐要特點(diǎn)是通過在傳熱管管內(nèi)擴(kuò)大傳熱面積、強(qiáng)化管內(nèi)傳熱的途徑來提高換熱器的傳熱性能。八十年代初，日立電纜有限公司研究表明，采用左右錯(cuò)式的螺旋內(nèi)翅片管強(qiáng)

［4］化單相流體的傳熱可使管內(nèi)給熱系數(shù)提高到光管的2.8倍左右。2.1.5 波紋管

波紋管是將光管加工成波紋形狀的翹片，其強(qiáng)化傳熱機(jī)理是：通過改變斷面使弧形段內(nèi)壁處發(fā)生兩次反向擾動(dòng)，增加對(duì)管內(nèi)流體的擾動(dòng)，擴(kuò)大低熱阻區(qū)域，以提高傳熱系數(shù)，增強(qiáng)傳熱效果。具有不易結(jié)垢，單位容積傳熱面積大，耐腐蝕性強(qiáng)，溫差應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn)。2.1.6 縮放管

縮放管是由依次交替的收縮段和擴(kuò)張段組成的波形管道，其強(qiáng)化傳熱的機(jī)理是：在擴(kuò)張段流體速度降低，靜壓增大；在收縮段流體速度增加，靜壓減??；流體在方向反復(fù)改變的軸向壓力梯度下流動(dòng)。擴(kuò)張段產(chǎn)生的漩渦在收縮段被有效地利用，沖刷了流體邊界層，便邊界層減落實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化傳熱。

2.2 換熱器發(fā)展及進(jìn)展

長(zhǎng)期以來，列管式換熱器面臨著各種新型換熱器的挑戰(zhàn)，且某些場(chǎng)合已被一些新型換熱器所取代，但是由于它的高度可靠性和廣泛的適應(yīng)性，至今仍然居于統(tǒng)治地位。例如在日本其產(chǎn)量占全部換熱器的70%，產(chǎn)值占60%。由于受到挑戰(zhàn)，反過來也促進(jìn)了它自身的發(fā)展。

［5］例如在高溫、高壓領(lǐng)域，已有用它取代蛇管、套骨式換熱器的趨勢(shì)。目前，對(duì)高效列管式換熱器的研究主要集中在強(qiáng)化管程和殼程兩方面，根據(jù)以上換熱管研究現(xiàn)狀針對(duì)管程有如下改進(jìn)。

2.2.1 螺紋管換熱器

螺紋管是一種優(yōu)良的高效異形強(qiáng)化傳熱管件，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，由光滑管在車床上軋制而成，分單頭和多頭，其強(qiáng)化機(jī)理是：產(chǎn)生的邊界層分離流使傳熱邊界破壞。目前從傳熱、流阻、阻垢性能、無相變對(duì)流換熱、有相變凝結(jié)換熱等方面對(duì)螺紋管的強(qiáng)化傳熱研究從理論到實(shí)際都達(dá)到了較高水平。

圖2-1

螺紋管

2.2.2 橫紋管換熱器

橫紋管主要用來強(qiáng)化管內(nèi)單相流體的傳熱，在相同流速下，橫紋管比單頭螺旋槽管比較，流體阻力稍大但壓降較小，傳熱性能好。我國(guó)華南理工大學(xué)、沈陽化工學(xué)院和遼寧冷熱設(shè)備制造公司等單位對(duì)橫紋管進(jìn)行了研究和應(yīng)用。如圖2-2。

圖2-2 橫紋管

2.2.3 菱形翅片管換熱器

菱形翅片管與螺紋管相比，翹片距更密，傳熱面積更大，當(dāng)流體流經(jīng)菱形翅片表面時(shí)，傳熱邊界層在非連續(xù)翅片上因受到周期性破壞而減薄，從而提高了冷凝傳熱系數(shù)，是光滑管的6倍。

2.2.4 波紋管換熱器

波紋管是近10年出現(xiàn)的強(qiáng)化換熱管，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，我國(guó)第一臺(tái)波紋管換熱器由沈陽市廣廈熱力設(shè)備公司于 20世紀(jì)90年代初研制成功。

圖2-3 波紋管

2.2.5 縮放管換熱器

其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。華南理工大學(xué)研究認(rèn)為，縮放管可強(qiáng)化管內(nèi)外單相流體的傳熱，45在同等流阻損失下，Re=10-10 范圍內(nèi)，傳熱管比光管增加70%?？s放管換熱器已在空氣

［6］預(yù)熱器、油冷卻器、冷凝器、廢熱鍋爐中廣泛使用。

三、結(jié)論

圖2-4

縮放管

換熱器在近百年來在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域起著越來越重要的作用，能源與材料費(fèi)用的不斷增長(zhǎng)也極大地推動(dòng)了對(duì)高效節(jié)能的換熱器的研究。而今，換熱器的類型已經(jīng)很多，但缺陷卻是大多數(shù)換熱器所共有的，其內(nèi)部強(qiáng)化傳熱途徑也相似。對(duì)于未來的發(fā)展，需要包括以下幾個(gè)方面：一是器械緊湊化；二是換熱高效化——減少熱量的散失；三是節(jié)能減排；四是理論系統(tǒng)化；五是技術(shù)模型化。

換熱器有著極其廣泛的應(yīng)用，在發(fā)展上雖然有瓶頸但仍然有很大的需要。

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第五篇：換熱器心得

換熱器心得.換熱器機(jī)組控制是學(xué)校為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)開設(shè)的一門課程，也為學(xué)生提供了就業(yè)的另一途徑，四平市被稱為全國(guó)換熱器之鄉(xiāng)，在這里對(duì)于我們自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生是比較好就業(yè)的地方。實(shí)訓(xùn)的第三天，下午一點(diǎn)在張旭老師帶領(lǐng)下，我們參觀了四平巨元瀚洋板式換熱器有限公司。首先公司員工為我們介紹公司的狀況和主要生產(chǎn)器件。然后在師傅的帶領(lǐng)下，我們參觀了車間，我們看到制作板式換熱器的全過程，師傅詳細(xì)講解了每一道制作的步驟，加深了我們對(duì)板式換熱器的更深一步得了解。經(jīng)介紹四平巨元瀚洋板式換熱器有限公司與有著豐富資本運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)的深圳比克公司重組，達(dá)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，于2009年6月30日在美國(guó)納斯達(dá)克實(shí)現(xiàn)柜臺(tái)交易，并于今年7月8日借殼在美國(guó)納斯達(dá)克成功轉(zhuǎn)為主板上市，成為吉林省第一家在納斯達(dá)克資本市場(chǎng)成功上市的公司。四平巨元瀚洋板式換熱器有限公司的上市，是四平市進(jìn)行資本運(yùn)作的成功典范。

通過參觀板式換熱器工廠，對(duì)這門課程有了感性的認(rèn)識(shí)，對(duì)換熱器的結(jié)構(gòu)有了具體認(rèn)識(shí)。在理解換熱器工藝的基礎(chǔ)上，掌握了換熱器裝配中常用 的技術(shù)設(shè)計(jì)要求，掌握了換熱器冷熱交換及設(shè)計(jì)工藝。

這次實(shí)訓(xùn)讓我明白板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個(gè)角上開有角孔，用于介質(zhì)的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。? 框架由固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)成。? 板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾 這次實(shí)訓(xùn)使我感受很深：

一、要學(xué)會(huì)吃苦惱勞不在困難面前低頭，在工作時(shí)不應(yīng)耍脾氣要學(xué)會(huì)適應(yīng)別人與別人溝通我們工作是一個(gè)團(tuán)體不是個(gè)人的。要想做好任何事，除了自己平時(shí)要有功底外，我們還需要一定的實(shí)踐動(dòng)手能力，操作能力，每個(gè)同學(xué)都應(yīng)該完善自己的文化知識(shí)。在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的社會(huì)中，只有努力充實(shí)自己才能不被社會(huì)淘汰。

二、以前在學(xué)校對(duì)自己的未來十分迷茫，但通過這次實(shí)訓(xùn)我們體會(huì)到了我們這一行的艱辛和干這一行所需要必備怎樣的能力，在校期間我們要明確自己未來的方向、定下目標(biāo)給自己定位，并克服困難提升能力來適應(yīng)自己的崗位。

增強(qiáng)了我們對(duì)本專業(yè)的熱愛，培養(yǎng)了我們實(shí)事求是、一絲不茍的學(xué)風(fēng)；培養(yǎng)了我們腳踏實(shí)地、團(tuán)結(jié)協(xié)作的作風(fēng)和敬業(yè)愛崗的精神，激勵(lì)了學(xué)生的創(chuàng)意和創(chuàng)新精神；

培養(yǎng)了我們認(rèn)真、刻苦，勇于實(shí)踐的工作作風(fēng)，養(yǎng)成規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，使我們想著具有高層次社會(huì)道德、文化修養(yǎng)并掌握先進(jìn)技術(shù)理念與技能的工藝技術(shù)人員、助理工程人員又邁進(jìn)了一步！

這是一個(gè)短暫而又充實(shí)的實(shí)訓(xùn)，雖然結(jié)束了但是我們獲益匪淺。雖然實(shí)訓(xùn)結(jié)束了但我們現(xiàn)在的學(xué)習(xí)并未結(jié)束，我們應(yīng)該珍惜在學(xué)校的短短時(shí)光，多學(xué)習(xí)，把自身的弱勢(shì)和不足變成優(yōu)勢(shì)與特長(zhǎng)，掃清我們就業(yè)道路的阻礙，為自己的未來而努力加油!

在此要感謝我們親愛的老師是你們無私的奉獻(xiàn)給我們更多的希望。我會(huì)努力加油，用優(yōu)異的成績(jī)來回報(bào)你和社會(huì)。