第一篇：換熱器工作原理

管殼式換熱器的三種分類(lèi)

管殼式換熱器按照應(yīng)力補(bǔ)償?shù)姆绞讲煌?，可以分為以下三個(gè)種類(lèi)：

1、固定管板式換熱器

固定管板式換熱器是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的管殼式換熱器，它的傳熱管束兩端管板是直接與殼體連成一體的，殼體上安裝有應(yīng)力補(bǔ)償圈，能夠在固定管板式換熱器內(nèi)部溫差較大時(shí)減小熱應(yīng)力。固定管板式換熱器的熱應(yīng)力補(bǔ)償較小，不能適應(yīng)溫差較大的工作。

2、浮頭式換熱器

浮頭式換熱器是管殼式換熱器中使用最廣泛的一種，它的應(yīng)力消除原理是將傳熱管束一段的管板放開(kāi)，任由其在一定的空間內(nèi)自由浮動(dòng)而消除熱應(yīng)力。浮頭式換熱器的傳熱管束可以從殼體中抽出，清洗和維修都較為方便，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此浮頭式換熱器的價(jià)格較高。

3、U型管換熱器

U型管換熱器的換熱器傳熱管束是呈U形彎曲換熱器，管束的兩端固定在同一塊管板的上下部位，再由管箱內(nèi)的隔板將其分為進(jìn)口和出口兩個(gè)部分，而完全消除了熱應(yīng)力對(duì)管束的影響。U型管換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便，但很難拆卸和清洗。

管殼式換熱器,管殼式換熱器結(jié)構(gòu)原理

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(guò)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。

工作原理和結(jié)構(gòu) 圖1 [固定管板式換熱器]為固定管板式換熱器的構(gòu)造。A流體從接管1流入殼體內(nèi)，通過(guò)管間從接管2流出。B流體從接管3流入,通過(guò)管內(nèi)從接管4流出。如果A流體的溫度高于B流體,熱量便通過(guò)管壁由A流體傳遞給B流體；反之，則通過(guò)管壁由B流體傳遞給A流體。殼體以?xún)?nèi)、管子和管箱以外的區(qū)域稱(chēng)為殼程，通過(guò)殼程的流體稱(chēng)為殼程流體(A流體)。管子和管箱以?xún)?nèi)的區(qū)域稱(chēng)為管程,通過(guò)管程的流體稱(chēng)為管程流體(B流體)。管殼式換熱器主要由管箱、管板、管子、殼體和折流板等構(gòu)成。通常殼體為圓筒形;管子為直管或U形管。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(jiàn)。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(chēng)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/(m(℃)〕;用水冷卻氣體時(shí),為10～280W/(m(℃)；用水冷凝水蒸汽時(shí),為570～4000W/(m(℃)。

特點(diǎn) 管殼式換熱器是換熱器的基本類(lèi)型之一，19世紀(jì)80年代開(kāi)始就已應(yīng)用在工業(yè)上。這種換熱器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,處理能力大、選材范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，易于制造,生產(chǎn)成本較低，清洗較方便，在高溫高壓下也能適用。但在傳熱效能、緊湊性和金屬消耗量方面不及板式換熱器、板翅式換熱器和板殼式換熱器等高效能換熱器先進(jìn)。

分類(lèi) 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（圖1 [固定管板式換熱器]）。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 圖2 [浮頭式換熱器]為浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)。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(méi)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。對(duì)于圖2a[浮頭式換熱器]中的結(jié)構(gòu)，拆下管箱可將整個(gè)管束直接從殼體內(nèi)抽出。為減小殼體與管束之間的間隙，以便在相同直徑的殼體內(nèi)排列較多的管子，常采用圖2b[浮頭式換熱器]的結(jié)構(gòu)，即把浮頭管板夾持在用螺栓連接的浮頭蓋與鉤圈之間。但這種結(jié)構(gòu)裝拆較麻煩。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（圖3[U型管式換熱器]）。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（圖4 [雙重管式換熱器]）。管程流體（B流體）從管箱進(jìn)口管流入,通過(guò)內(nèi)插管到達(dá)外套管的底部，然后返向，通過(guò)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(méi)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 圖5 [填函式換熱器]為填函式換熱器的結(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(guò)大。

雙管板換熱器 管子兩端分別連接在兩塊管板上(圖6[雙管板換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)])，兩塊管板之間留有一定的空間，并裝設(shè)開(kāi)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(lái)，通過(guò)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。

第二篇：換熱器原理介紹

換熱器基礎(chǔ)知識(shí)

簡(jiǎn)單計(jì)算板式換熱器板片面積

選用板式換熱器就是要選擇板片的面積的簡(jiǎn)單方法：

Q=K×F×Δt，Q——熱負(fù)荷 K——傳熱系數(shù) F——換熱面積 Δt——傳熱對(duì)數(shù)溫差

傳熱系數(shù)取決于換熱器自身的結(jié)構(gòu)，每個(gè)不同流道的板片，都有自身的經(jīng)驗(yàn)公式，如果不嚴(yán)格的話，可以取2000~3000。最后算出的板換的面積要乘以一定的系數(shù)如1.2。

換熱器的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)形式

換熱器作為傳熱設(shè)備被廣泛用于耗能用量大的領(lǐng)域。隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類(lèi)越來(lái)越多。適用于不同介質(zhì)、不同工況、不同溫度、不同壓力的換熱器，結(jié)構(gòu)型式也不同，換熱器的具體分類(lèi)如下：

一、換熱器按傳熱原理可分為：

1、表面式換熱器

表面式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開(kāi)的空間里流動(dòng)，通過(guò)壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對(duì)流，兩種流體之間進(jìn)行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的換熱器。

2、蓄熱式換熱器

蓄熱式換熱器通過(guò)固體物質(zhì)構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質(zhì)先通過(guò)加熱固體物質(zhì)達(dá)到一定溫度后，冷介質(zhì)再通過(guò)固體物質(zhì)被加熱，使之達(dá)到熱量傳遞的目的。蓄熱式換熱器有旋轉(zhuǎn)式、閥門(mén)切換式等。

3、流體連接間接式換熱器

流體連接間接式換熱器，是把兩個(gè)表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來(lái)的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。

4、直接接觸式換熱器

直接接觸式換熱器是兩種流體直接接觸進(jìn)行換熱的設(shè)備，例如，冷水塔、氣體冷凝器等。

二、換熱器按用途分為：

1、加熱器

加熱器是把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒(méi)有發(fā)生相的變化。

2、預(yù)熱器

預(yù)熱器預(yù)先加熱流體，為工序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)。

3、過(guò)熱器

過(guò)熱器用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過(guò)熱狀態(tài)。

4、蒸發(fā)器

蒸發(fā)器用于加熱流體，達(dá)到沸點(diǎn)以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化。

三、按換熱器的結(jié)構(gòu)可分為：

可分為：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、U形管板換熱器、板式換熱器等。

各種換熱器原理及特點(diǎn)

■ 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。

■螺旋板式換熱器的構(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(hù)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(mén)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。換熱器的型式。

■ 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(lái)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(hù)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(guò)管程與逆流通過(guò)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。

■熱管換熱器的構(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(guò)工質(zhì)的相變過(guò)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(kāi)，構(gòu)成熱管換熱器。

熱管是由美國(guó)發(fā)明的，最初被用于航天技術(shù)和核反應(yīng)堆，以解決向陽(yáng)面和背陰面受熱不均勻。20世紀(jì)90年代被用于民用空調(diào)，由于其優(yōu)越的導(dǎo)熱性，受到越來(lái)越廣泛的重視，目前在計(jì)算機(jī)、雷達(dá)等高科技領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

我公司生產(chǎn)的KLS系列低溫?zé)峁軗Q熱器，曾連續(xù)獲得國(guó)家機(jī)械委科學(xué)進(jìn)步獎(jiǎng)，北京市科委星火科技研制和生產(chǎn)獎(jiǎng)，國(guó)家兩項(xiàng)專(zhuān)利，其各項(xiàng)性能參數(shù)獲得國(guó)家權(quán)威部門(mén)認(rèn)可。并被編入93年后各種暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)。KLS低溫?zé)峁軗Q熱器和以其配套的能量回收空調(diào)機(jī)組至今已生產(chǎn)2000多臺(tái)套，受到廣大用戶(hù)好評(píng)，正在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著著巨大作用。

■ 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(lèi)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(lèi)換熱器的重大突破。公稱(chēng)通徑DN325～2000mm；公稱(chēng)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)。總傳熱系數(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(wú)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(wèn)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)。

■換熱機(jī)組的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：

換熱機(jī)組是一次熱網(wǎng)與用戶(hù)之間的直接橋梁，從一次熱網(wǎng)得到熱量，自動(dòng)連續(xù)地轉(zhuǎn)換為用戶(hù)需要的生活用水及采暖用水，適用于空調(diào)（供暖供冷），采暖，生活用水（洗?。┗蚱渌麚Q熱回路（如地板供熱，工藝水冷卻等）。

Generalway換熱機(jī)組是區(qū)域供熱的精英，是集城市供熱技術(shù)、控制技術(shù)與精心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)于一體的智能型熱交換機(jī)組，具有強(qiáng)大的能力來(lái)完成所有建筑物的各種區(qū)域供熱需求。

Generalway換熱機(jī)組與中華人民共和國(guó)建設(shè)部發(fā)布的板式換熱機(jī)組城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)保持高度一致，也可根據(jù)客戶(hù)的具體要求和實(shí)際工況設(shè)計(jì)加工非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組，Generalway奉獻(xiàn)給用戶(hù)的是熱交換全面解決方案。

Generalway換熱機(jī)組由板式換熱器、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、過(guò)濾器、閥門(mén)、機(jī)組底座、熱計(jì)量表、配電箱、電子儀表及自控系統(tǒng)等組成。熱源的蒸汽或高溫水從機(jī)組的一次側(cè)供水口進(jìn)入板式換熱器，二次側(cè)的低溫回水經(jīng)過(guò)過(guò)濾器除污，通過(guò)循環(huán)泵也進(jìn)入板式過(guò)濾器，兩種不同溫度的水經(jīng)過(guò)熱交換，二次側(cè)將熱量輸送給熱用戶(hù)。

第三篇：換熱器原理與設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)題重點(diǎn)

換熱器原理與設(shè)計(jì)期末復(fù)習(xí)題重點(diǎn)

第一章

1.填空：

1．按傳遞熱量的方式，換熱器可以分為間壁式,混合式,蓄熱式

2.對(duì)于沉浸式換熱器，傳熱系數(shù)低，體積大，金屬耗量大。

3.相比較沉浸式換熱器和噴淋式換熱器，沉浸式換熱器傳熱系數(shù)較低，噴淋式換熱器冷卻水過(guò)少時(shí)，冷卻器下部不能被潤(rùn)濕.4.在沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和套管式換熱器中，套管式換熱器中適用于高溫高壓流體的傳熱。

5.換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容主要包括熱計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算

流動(dòng)阻力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算

6.按溫度狀況來(lái)分，穩(wěn)定工況的和

非穩(wěn)定工況的換熱器

7.對(duì)于套管式換熱器和管殼式換熱器來(lái)說(shuō)，套管式換熱器金屬耗量多，體積大，占地面積大，多用于傳熱面積不大的換熱器。

2.簡(jiǎn)答：

1.說(shuō)出以下任意五個(gè)換熱器，并說(shuō)明換熱器兩側(cè)的工質(zhì)及換熱方式

答：如上圖，熱力發(fā)電廠各設(shè)備名稱(chēng)如下：

1．鍋爐(蒸發(fā)器)

*；

2．過(guò)熱器*；

3．省煤器*

4．空氣預(yù)熱器*；

5．引風(fēng)機(jī)；

6．煙囪；

7．送風(fēng)機(jī)；

8．油箱

9．油泵

0．油加熱器*；

11．氣輪機(jī)；

12．冷凝器*；

13．循環(huán)水冷卻培*

14．循環(huán)水泵；

15．凝結(jié)水泵；16．低壓加熱器*；

17．除氧(加熱)器*；18．給水泵

19．高壓加熱器·

柱!凡有·者均為換熱器

2．比較沉浸式換熱器、噴淋式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)

答：⑴沉浸式換熱器

缺點(diǎn)：自然對(duì)流，傳熱系數(shù)低，體積大，金屬耗量大。

優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作、修理方便，容易清洗，可用于有腐蝕性流體

⑵噴淋式換熱器：

優(yōu)

點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和檢修。換熱系數(shù)和傳熱系數(shù)比沉浸式換熱器要大，可以用來(lái)冷卻腐蝕性流體

缺點(diǎn)：冷卻水過(guò)少時(shí)，冷卻器下部不能被潤(rùn)濕，金屬耗量大，但比沉浸式要小

⑶套管式換熱器：

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于高溫高壓流體的傳熱。特別是小流量流體的傳熱，改變套管的根數(shù)，可以方便增減熱負(fù)荷。方便清除污垢，適用于易生污垢的流體。

缺點(diǎn)：流動(dòng)阻力大，金屬耗量多，體積大，占地面積大，多用于傳熱面積不大的換熱器。

⑷管殼式換熱器：

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，選材范圍廣，處理能力大，還可以適應(yīng)高溫高壓的流體?？煽啃猿潭雀?/p>

缺點(diǎn)：與新型高效換熱器相比，其傳熱系數(shù)低，殼程由于橫向沖刷，振動(dòng)和噪音大

3.舉例說(shuō)明5種換熱器，并說(shuō)明兩種流體的傳熱方式？說(shuō)明兩種流體的傳熱機(jī)理？

1）蒸發(fā)器：間壁式，蒸發(fā)相變—導(dǎo)熱—對(duì)流

2）冷凝器：間壁式，冷凝相變—導(dǎo)熱—對(duì)流

3）鍋爐：間壁式，輻射—導(dǎo)熱—對(duì)流

4）涼水塔：混合式，接觸傳熱傳質(zhì)

5）空氣預(yù)熱器：蓄熱式，對(duì)流—蓄熱，蓄熱—對(duì)流

第一章

1.填空：

1．傳熱的三種基本方式是_導(dǎo)熱__、____對(duì)流__、和

輻射_。

2..兩種流體熱交換的基本方式是___直接接觸式___、_間壁式_、和___蓄熱式_。

3．采用短管換熱，由于有入口效應(yīng)，邊界層變薄，換熱得到強(qiáng)化。

4．采用螺旋管或者彎管。由于拐彎處截面上二次環(huán)流的產(chǎn)生，邊界層遭到破壞，因而換熱得到強(qiáng)化，需要引入大于1修正系數(shù)。

5．通常對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)，溫度升高，其黏度增大，對(duì)于液體來(lái)說(shuō)，溫度升高，其黏度減小

6．熱計(jì)算的兩種基本方程式是_傳熱方程式__和熱平衡式_。

7．對(duì)于傳熱溫差，采用順流和逆流傳熱方式中，順流

傳熱平均溫差小，逆流時(shí)傳熱平均溫差大。

8.當(dāng)流體比熱變化較大時(shí)，平均溫差常常要進(jìn)行分段計(jì)算。

9.在采用先逆流后順流<1-2>型熱效方式熱交換器時(shí)，要特別注意溫度交叉問(wèn)題，避免的方法是增加管外程數(shù)和兩臺(tái)單殼程換熱器串聯(lián)工作。

10.冷凝傳熱的原理，層流時(shí)，相對(duì)于橫管和豎管，橫管傳熱系數(shù)較高。

11.對(duì)于單相流體間傳熱溫差，算術(shù)平均溫差值大于對(duì)數(shù)平均溫差

12.管內(nèi)流體的換熱所遵守的基本準(zhǔn)則為努賽爾準(zhǔn)則數(shù)，其大小與雷諾數(shù)、普蘭特?cái)?shù)和格拉肖夫數(shù)有關(guān)

13．設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，通常對(duì)傳熱面積進(jìn)行判定，校核計(jì)算時(shí)，通常對(duì)傳熱量進(jìn)行判定

2.簡(jiǎn)答（或名詞解釋?zhuān)?/p>

1.什么是效能數(shù)？什么是單元數(shù)？（要用公式表示）

答：實(shí)際情況的傳熱量q總是小于可能的最大傳熱量qmax，我們將q/qmax定義為換熱器的效能，并用

e

表示，即

換熱器效能公式中的KA依賴(lài)于換熱器的設(shè)計(jì)，Wmin

則依賴(lài)于換熱器的運(yùn)行條件，因此，KA/Wmin在一定程度上表征了換熱器綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，習(xí)慣上將這個(gè)比值（無(wú)量綱數(shù)）定義為傳熱單元數(shù)NTU

2.熱交換器計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較？

對(duì)于設(shè)計(jì)性熱計(jì)算，采用平均溫差法可以通過(guò)Ψ的大小判定所擬定的流動(dòng)方式與逆流之間的差距，有利于流動(dòng)方式的選擇。

而在校核性傳熱計(jì)算時(shí)，兩種方法都要試算。在某些情況下，K是已知數(shù)值或可套用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，采用傳熱單元書(shū)法更加方便

假設(shè)的出口溫度對(duì)傳熱量Q的影響不是直接的，而是通過(guò)定性溫度，影響總傳熱系數(shù)，從而影響NTU，并最終影響

Q值。而平均溫差法的假設(shè)溫度直接用于計(jì)算Q值，顯然e-NTU法對(duì)假設(shè)溫度沒(méi)有平均溫差法敏感，這是該方法的優(yōu)勢(shì)。

3、傳熱的基本方式有哪幾種？

答：分為三種，熱傳導(dǎo)，熱對(duì)流和輻射

熱傳導(dǎo)

熱量從物體內(nèi)部溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分或者傳遞到與之相接觸的溫度較低的另一物體的過(guò)程稱(chēng)為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)熱。

熱對(duì)流

流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞，稱(chēng)為熱對(duì)流，對(duì)流只能發(fā)生在流體中。

熱輻射

輻射是一種通過(guò)電磁波傳遞能量的過(guò)程。物體由于熱的原因而發(fā)出輻射能的過(guò)程，稱(chēng)為熱輻射。

4、流體換熱的基本方式有哪些？

答：主要分為三種：直接接觸式傳熱，蓄熱式換熱和間壁式換熱。

直接接觸式傳熱

直接接觸式傳熱的特點(diǎn)是冷、熱兩流體在換熱器中以直接混合的方式進(jìn)行熱量交換，也稱(chēng)混合式換熱。

蓄熱式換熱

蓄熱式換熱器是由熱容量較大的蓄熱室構(gòu)成。室中充填耐火磚作為填料，當(dāng)冷、熱流體交替的通過(guò)同一室時(shí)，就可以通過(guò)蓄熱室的填料將熱流體的熱量傳遞給冷流體，達(dá)到兩流體換熱的目的。

間壁式換熱

間壁式換熱的特點(diǎn)是冷、熱流體被一固體隔開(kāi)，分別在壁的兩側(cè)流動(dòng)，不相混合，通過(guò)固體壁進(jìn)行熱量傳遞。

5、流體傳熱的基本準(zhǔn)則方程式為努賽爾準(zhǔn)則，與哪些無(wú)因次方程有關(guān)？

答：根據(jù)量綱分析

努賽爾準(zhǔn)則數(shù)與雷諾數(shù)、普蘭特?cái)?shù)和格拉肖夫數(shù)有關(guān)

6．當(dāng)換熱管分別為短管時(shí)和螺旋管時(shí)，換熱系數(shù)增加還是減少，為什么？

答：對(duì)于短管。入口效應(yīng)，邊界層變薄，換熱得到強(qiáng)化。換熱系數(shù)增加。

對(duì)于螺旋管或者彎管。由于拐彎處截面上二次環(huán)流的產(chǎn)生，邊界層遭到破壞，因而換熱得到強(qiáng)化，需要引入修正系數(shù)，換熱系數(shù)增加。

7、當(dāng)出現(xiàn)大溫差加熱流體時(shí)，分別對(duì)于氣體和液體，換熱系數(shù)增加還是減少，為什么？

答：當(dāng)流體與壁面之間的溫差出現(xiàn)大溫差時(shí)，一般對(duì)氣體超過(guò)50℃，對(duì)水超過(guò)30

℃，對(duì)油超過(guò)10

℃

超過(guò)上述溫差時(shí)，氣體被加熱粘度增大，換熱能力減??；液體加熱時(shí)，液體粘度減小，換熱能力增大。

8、什么是對(duì)數(shù)平均溫差，算術(shù)平均溫差和積分平均溫差，它們之間的聯(lián)系和區(qū)別是什么？

答：

由于計(jì)算結(jié)果表達(dá)式中包含了對(duì)數(shù)項(xiàng)，我們稱(chēng)之為對(duì)數(shù)平均溫差，例如我們將順流和逆流情況下對(duì)數(shù)平均溫差寫(xiě)成如下統(tǒng)一形式

平均溫差的另一種更為簡(jiǎn)單的形式是算術(shù)平均溫差，即

積分平均溫差的形式。

按比熱不同分段

按溫度等分段可得

算術(shù)平均溫差相當(dāng)于溫度呈直線變化的情況，因此，總是大于相同進(jìn)出口溫度下的對(duì)數(shù)平均溫差，當(dāng)

時(shí)，兩者的差別小于4％；當(dāng)

時(shí)，兩者的差別小于2.3％。

當(dāng)流體的比熱隨溫度變化不大時(shí)，采用對(duì)數(shù)平均溫差。

當(dāng)流體的比熱隨溫度變化較大時(shí)（大于2-3倍時(shí)），采用對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算，誤差較大，這時(shí)應(yīng)該采用積分平均溫差。

9、采用平均溫差法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟？

平均溫差法用作設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)步驟如下：

(1)假定傳熱系數(shù)，求得初始傳熱面積

(2)初步布置換熱面(實(shí)際傳熱面積)，計(jì)算出相應(yīng)的傳熱系數(shù)。

(3)根據(jù)給定條件，由熱平衡式求出進(jìn)、出口溫度中的那個(gè)待定的溫度。(約束）

(4)由冷、熱流體的4個(gè)進(jìn)、出口溫度確定平均溫差?tm,計(jì)算時(shí)要注意保持修正系數(shù)Ψ具有合適的數(shù)值。

(5)由傳熱方程求出所需要的換熱面積A（與原傳熱面積比較)，并核算換熱面兩側(cè)有流體的流動(dòng)阻力。

(6)如流動(dòng)阻力過(guò)大，改變方案重新設(shè)計(jì)。

10.采用效能單元數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟？

(1)

先假定一個(gè)流體的出口溫度，按熱平衡式計(jì)算另一個(gè)出口溫度

(2)

根據(jù)4個(gè)進(jìn)出口溫度求得平均溫差?tm

(3)

根據(jù)換熱器的結(jié)構(gòu)，算出相應(yīng)工作條件下的總傳熱系數(shù)k(或已知)

(4)

已知kA，按傳熱方程式計(jì)算在假設(shè)出口溫度下的?tm,得到Q

(5)

根據(jù)4個(gè)進(jìn)出口溫度，用熱平衡式計(jì)算另一個(gè)Q，這個(gè)值和上面的Q，都是在假設(shè)出口溫度下得到的，因此，都不是真實(shí)的換熱量

(6)

比較兩個(gè)

Q

值，滿(mǎn)足精度要求，則結(jié)束，否則，重新假定出口溫度，重復(fù)(1)-(6)，直至滿(mǎn)足精度要求。

11.對(duì)于冷凝換熱，臥式和立式換熱器選型選型及原因說(shuō)明

膜狀冷凝

垂直管

水平管

一般來(lái)說(shuō)，由于管子的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于管子的直徑，即L>>d,因而，水平管的凝結(jié)換熱系數(shù)大于垂直管的凝結(jié)換熱系數(shù)。

12.采用積分平均溫差適用的條件？

當(dāng)流體的比熱隨溫度變化較大時(shí)（大于2-3倍時(shí)），采用對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算，誤差較大，這時(shí)應(yīng)該采用積分平均溫差。

積分平均溫差的出發(fā)點(diǎn)：

雖然流體的比熱在整個(gè)溫度變化范圍內(nèi)是個(gè)變量，但是若把溫度范圍分成若干個(gè)小段，每個(gè)小段內(nèi)的溫度變化小，就可將流體的比熱當(dāng)作常數(shù)來(lái)處理。

3.計(jì)算題

1.有一蒸汽加熱空氣的熱交換器，它將流量為5kg/s的空氣從10℃加熱到60℃，空氣與蒸汽逆流，其比熱為1.02KJ/(kg℃),加熱蒸汽系壓力為P=0.3Mpa,溫度為150℃的過(guò)熱蒸汽，在熱交換器中被冷卻為該壓力下90℃的過(guò)冷水，試求其平均溫差。（附：飽和壓力為0.3MP,飽和蒸汽焓為2725.5KJ/kg，飽和水焓為561.4KJ/kg.150℃時(shí)，水的飽和溫度為133℃，過(guò)熱蒸汽焓為2768

KJ/kg，90時(shí)，過(guò)冷水的焓為377

KJ/kg）

解：由于蒸汽的冷卻存在著相變，因此在整個(gè)換熱過(guò)程中，蒸汽的比熱不同，在整個(gè)換熱過(guò)程中的平均溫差應(yīng)該分段計(jì)算再求其平均值。

將整個(gè)換熱過(guò)程分為三段：

過(guò)熱蒸汽冷卻為飽和蒸汽所放出的熱量Q1，相變過(guò)程的換熱量Q2，從飽和水冷卻到過(guò)冷水所放出的熱量Q3

Q=M2C2(t-t)=5×1.02×50＝255KJ/s；

根據(jù)熱平衡蒸汽耗量M1=Q/(i-i)=255/(2768-377)

=0.1066kg/s

因?yàn)樵跓峤粨Q器換熱過(guò)程中存在著兩個(gè)冷卻過(guò)程和一個(gè)冷凝過(guò)程，因而將之分為三段計(jì)算。

Q1=

M1(i-i’)=0.1066×(2768-2725.5)=4.531

KJ/s

Q2=

M1(i’-i”)=0.1066×(2725.5-561.4)=230.693

KJ/s

Q3=

M1(i”-i)=0.1066×(561.4-377)=19.657

KJ/s

因?yàn)镼3＝M2C2(tb-t)，可得tb＝19.567/(5×1.02)+10=13.837℃

因?yàn)镼2+

Q3＝M2C2(ta-t),可得ta＝250.47/(5×1.02)+10=59℃

△t1=[(150-60)-(133-59)]/ln[(150-60)/(133-59)]=81.7℃

△t2=[(133-13.837)-(133-59)]

/ln[(133-13.837)/(133-59)]

=94.725℃

△

t3=[(90-10)-(133-13.837)]/

ln[(90-10)/

(133-13.837)]

=98.212

℃

總的平均溫差為：△tm=Q/(Q1/△t1+

Q2/△t2+

Q3/△t3)

=255/(4.531/81.7+230.693/94.725+19.657/98.212)

℃

=94.8℃

沿?fù)Q熱器流程溫度示意圖如下：

2.在一傳熱面積為15.8m2,逆流套管式換熱器中，用油加熱冷水，油的流量為2.85kg/s，進(jìn)口溫度為110℃,水的流量為0.667kg/s，進(jìn)口溫度為35℃,油和水的平均比熱分別為1.9KJ/kg?℃和4.18KJ/kg

?℃,換熱器的總傳熱系數(shù)為320W/m2?℃,求水的出口溫度？

解：W1=2.85X1900=5415W/

℃

W2=0.667X4180=2788W/

℃

因此冷水為最小熱容值流體

單元數(shù)為

效能數(shù)為

所以：

3、一換熱器用100℃的水蒸汽將一定流量的油從20℃加熱到80℃?，F(xiàn)將油的流量增大一倍，其它條件不變，問(wèn)油的出口溫度變?yōu)槎嗌伲?/p>

注：

解：根據(jù)題意，相比較水蒸氣換熱為相變換熱的流體，油為熱容值小的流體

因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系

可得：

現(xiàn)將油的流量增大一倍，其它條件不變，單元數(shù)減小為原來(lái)的0.5倍，因此

可得

解得。

4.某換熱器用100℃的飽和水蒸汽加熱冷水。單臺(tái)使用時(shí)，冷水的進(jìn)口溫度為10℃，出口溫度為30℃。若保持水流量不變，將此種換熱器五臺(tái)串聯(lián)使用，水的出口溫度變?yōu)槎嗌?？總換熱量提高多少倍？

解：根據(jù)題意，將換熱器增加為5臺(tái)串聯(lián)使用，將使得傳熱面積增大為原來(lái)的5倍，相比較水蒸氣換熱為相變換熱的流體，水為熱容值小的流體，因此

因此根據(jù)效能數(shù)和單元數(shù)的關(guān)系

可得：

現(xiàn)將傳熱面積增大為原來(lái)的5倍，單元數(shù)增大為原來(lái)的5倍，由于

效能數(shù)為

水的出口溫度為

根據(jù)熱平衡式，對(duì)于冷水，熱容值不變，溫差增大的倍數(shù)為換熱量增加的倍數(shù)：

5.一用13℃水冷卻從分餾器得到的80℃的飽和苯蒸氣。水流量為5kg/s，苯汽化潛熱為395

kJ/kg，比熱為1.758

kJ/kg?℃，傳熱系數(shù)為1140

W/m2?℃。試求使1

kg/s苯蒸氣凝結(jié)并過(guò)冷卻到47℃所需的傳熱面積(1)順流；(2)逆流。

解：根據(jù)題意

(1)

順流時(shí)

由于有相變傳熱，因此比熱不同，需要分段計(jì)算平均傳熱溫差。

1)在苯相變冷凝段：

根據(jù)熱平衡式，苯的放熱量：

在相變段，水吸收熱為Qln

可得

：

平均溫差為

2)在苯冷卻段

在苯冷卻段，水吸收熱為Qlq

可得：

平均溫差為

總的平均溫差為

根據(jù)傳熱方程式：

可得

沿?fù)Q熱器流程溫度示意圖如下：

(2)

逆流時(shí)

由于有相變傳熱，因此比熱不同，需要分段計(jì)算平均傳熱溫差。

1)在苯冷卻段

在苯冷卻段，水吸收熱為Qlq

可得：

平均溫差為

2)在苯相變冷凝段：

根據(jù)熱平衡式，苯的放熱量：

在相變段，水吸收熱為Qln

可得：

平均溫差為

總的平均溫差為

根據(jù)傳熱方程式：

可得

沿?fù)Q熱器流程溫度示意圖如下：

第二章

1.填空：

1.根據(jù)管殼式換熱器類(lèi)型和標(biāo)準(zhǔn)按其結(jié)構(gòu)的不同一般可分為：固定管板式換熱器、U型管式換熱器、浮頭式換熱器、和填料函式換熱器等。

2.對(duì)于固定管板式換熱器和U型管式換熱器，固定管板式換熱器適于管程走易于結(jié)垢的流體

3相對(duì)于各種類(lèi)型的管殼式換熱器固定管板式換熱器不適于管程和殼程流體溫差較大的場(chǎng)合。

4.相對(duì)于各種類(lèi)型的管殼式換熱器，填料函式換熱器不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì)，使用溫度受填料的物性限制。

5．管子在管板的固定，通常采用脹管法和焊接法

6.在管殼式換熱器中，管子的排列方式常有等邊三角形排列（正六角形排列）法、同心圓排列法和正方形排列法排列法。

7.如果需要增強(qiáng)換熱常采用等邊三角形排列（正六角形排列）法、，為了便于清洗污垢，多采用正方形排列。同心圓排列法使得管板的劃線、制造和裝配比較困難。

8.為了增加單位體積的換熱面積，常采用小管徑的換熱管

9.為了提高殼程流體的流速和湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化流體的傳熱，在管外空間常裝設(shè)縱向隔板和折流板。

10.折流板的安裝和固定通過(guò)拉桿和定距管

11.殼程換熱公式Jo=jHjcjljbjsjr，其中jb表示管束旁通影響的校正因子，jl表示折流板泄漏影響的校正因子。jc表示折流板缺口的校正因子

12.管殼式換熱器理想殼程管束阻力包括理想錯(cuò)流段阻力?Pbk和理想缺口段阻力?Pwk。

13.管殼式換熱器的實(shí)際阻力要考慮考慮折流板泄漏造成的影響Rl，旁路所造成的影響Rb,和進(jìn)出口段折流板間距不同對(duì)阻力影響Rs

14.在廷克流動(dòng)模型中ABCDE5股流體中，真正橫向流過(guò)管束的流路為B股流體,D股流體折流板與殼體內(nèi)壁存在間隙而形成的漏流,設(shè)置旁路擋板可以改善C流路對(duì)傳熱的不利影響

15.若兩流體溫差較大，宜使傳熱系數(shù)大的流體走殼程，使管壁和殼壁溫差減小。

16.在流程的選擇上，不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程，因管內(nèi)清洗方便。被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱，腐蝕性流體宜走管程，流量小或粘度大的流體宜走殼程，因折流檔板的作用可使在低雷諾數(shù)(Re＞100)下即可達(dá)到湍流。

17.采用小管徑換熱器，單位體積傳熱面積增大、結(jié)構(gòu)緊湊、金屬耗量減少、傳熱系數(shù)提高

18.流體誘發(fā)振動(dòng)的原因是渦流脫落，湍流抖振和流體彈性旋轉(zhuǎn)

19.減小管子的支撐跨距能增加管子固有頻率，在弓形折流板缺口處不排管，將減小管子的支撐跨距

20．蒸發(fā)器的三種溫降分別為物理化學(xué)溫降

?′，靜壓溫降?″和流動(dòng)阻力溫降?“’

21.管殼式換熱器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循GB151標(biāo)準(zhǔn)和GB150標(biāo)準(zhǔn)

22.為了提高換熱效果，對(duì)于輻射式換熱器，應(yīng)增大流通截面積，對(duì)于對(duì)流式換熱器，應(yīng)減小流通截面積。

2.名詞解釋?zhuān)?/p>

(1).卡路里溫度

對(duì)于油類(lèi)或其他高粘度流體，對(duì)于加熱或冷卻過(guò)程中粘度發(fā)生很大變化，若采用流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均溫度作為定性溫度，往往會(huì)使換熱系數(shù)的數(shù)值有很大誤差，雖然可以分段計(jì)算，但是工作量較大，工業(yè)上常采用卡路里溫度作為定性溫度。

熱流體的平均溫度

冷流體的平均溫度

殼側(cè)流體被管側(cè)的水冷卻時(shí)

Fc=0.3

殼側(cè)流體被管程的水蒸氣加熱時(shí)

Fc=0.55

殼側(cè)和管側(cè)均為油時(shí)

Fc=0.45

粘度在10-3Pa?s以下的低粘性液體

Fc=0.5

(2).布管限定圓

熱交換器的管束外緣受殼體內(nèi)徑的限制，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要將管束外緣置于布管限定圓之內(nèi)，布管限定圓直徑Dl大小為

浮頭式：

固定板或U型管式

3.簡(jiǎn)答：

(1).試分析廷克流動(dòng)模型各個(gè)流路及其意義

答：

(1)

流路A，由于管子與折流板上的管孔間存在間隙，而折流板前后又存在壓差所造成的泄漏，它隨著外管壁的結(jié)垢而減少。

(2)

流路B，這是真正橫向流過(guò)管束的流路，它是對(duì)傳熱和阻力影響最大的一項(xiàng)。

(3)

流路C，管束最外層管子與殼體間存在間隙而產(chǎn)生的旁路，此旁路流量可達(dá)相當(dāng)大的數(shù)值。設(shè)置旁路擋板，可改善此流路對(duì)傳熱的不利影響。

(4)

流路D，由于折流板和殼體內(nèi)壁間存在一定間隙所形成的漏流，它不但對(duì)傳熱不利，而且會(huì)使溫度發(fā)生相當(dāng)大的畸變，特別在層流流動(dòng)時(shí)，此流路可達(dá)相當(dāng)大的數(shù)值。

(5)

流路E，對(duì)于多管程，因?yàn)榘仓梅殖谈舭?，而使殼程形成了不為管子所占?jù)的通道，若用來(lái)形成多管程的隔板設(shè)置在主橫向流的方向上，他將會(huì)造成一股（或多股）旁路。此時(shí)，若在旁通走廊中設(shè)置一定量的擋管，可以得到一定的改善。

(2).說(shuō)明下列換熱器的型號(hào)

1)

BEM600-2.0/1.5-250-5/19-4Ⅰ

固定管板式換熱器：前端管箱為封頭管箱，殼體型式為單殼程，后端管箱為封頭管箱，公稱(chēng)直徑600mm，管程壓力為2.0Mpa,殼程壓力為1.5Mpa，公稱(chēng)換熱面積250m2,管長(zhǎng)為5m，管外徑為19mm，4管程，Ⅰ級(jí)管束，較高級(jí)冷拔鋼管。

2)

固定管板式換熱器：前端管箱為封頭管箱，殼體型式為單殼程，后端管箱為封頭管箱，公稱(chēng)直徑800mm，管程壓力為2.0Mpa,殼程壓力為1.0Mpa，公稱(chēng)換熱面積254m2,管長(zhǎng)為6m，管外徑為19mm，4管程，銅管。

3)

BIU500-4.0/1.6-75-6/19-2Ⅰ

U型管式換熱器：前端管箱為封頭管箱，中間殼體為U型管式，后端為U型管束。公稱(chēng)直徑500mm，管程壓力為4.0Mpa,殼程壓力為1.6Mpa，公稱(chēng)換熱面積75m2,管長(zhǎng)為6m，管外徑為19mm，2管程Ⅰ級(jí)管束，較高級(jí)冷拔鋼管。

4)

平蓋管箱，公稱(chēng)直徑500mm,管程和殼程的設(shè)計(jì)壓力均為1.6MPa，公稱(chēng)換熱面積為54m2,碳素鋼較高級(jí)冷拔換熱管外徑25mm，管長(zhǎng)6m，4管程，單殼程的浮頭式熱交換器。Ⅰ級(jí)管束，較高級(jí)冷拔鋼管。

(3).找出下列圖中，換熱器的名稱(chēng)及各零部件名稱(chēng)和及作用

1)

固定管板式換熱器

1.折流板---使殼程流體折返流動(dòng)，提高傳熱系數(shù)。支撐管束，防止彎曲

2.膨脹節(jié)---補(bǔ)償管殼式式換熱器的溫差應(yīng)力

3.放氣嘴---釋放不凝結(jié)氣體

2)浮頭式換熱器

1.管程隔板---增大管程流體的流速

2.縱向隔板---提高殼程流體的流速和湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化流體的傳熱，在管外空間常裝設(shè)縱向隔板

3.浮頭---補(bǔ)償管殼式式換熱器的溫差應(yīng)力

3)U形管式換熱器

1.U形管---使流體通過(guò)及換熱

2.縱向隔板---提高殼程流體的流速和湍流強(qiáng)度，強(qiáng)化流體的傳熱，在管外空間常裝設(shè)縱向隔板

3.管程隔板---增大管程流體的流速

4)

請(qǐng)說(shuō)出序號(hào)2、6、7、8、18各代表什么零件，起什么作用？

2----管程接管法蘭，與換熱器管程外流路官路連接；

6---拉桿，安裝與固定折流板；

7---膨脹節(jié)，補(bǔ)償管子與殼體熱應(yīng)力不同；

8---殼體，用來(lái)封裝殼程流體，并承受殼程流體壓力,18---折流板-使殼程流體折返流動(dòng)，提高傳熱系數(shù)。支撐管束，防止彎曲

第三章

第一節(jié)：

1.填空：

1.熱交換器單位體積中所含的傳熱面積的大小大于等于700m2/m3，為緊湊式換熱器

2.通常采用二次表面來(lái)增加傳熱表面積，或把管狀的換熱器改為板狀表面，3.螺旋板式熱交換器的構(gòu)造包括螺旋型傳熱板、隔板、頭蓋和連接管

4.螺旋板式換熱器的螺旋板一側(cè)表面上有定距柱，它的作用主要是保持流道的間距、加強(qiáng)湍流、和增加螺旋板剛度。

5.在Ⅲ型螺旋板式熱交換器中：一側(cè)流體螺旋流動(dòng)，流體由周邊轉(zhuǎn)到中心，然后再轉(zhuǎn)到另一周邊流出。另一側(cè)流體只作（），適用于有相變流體換熱

2.簡(jiǎn)答

1)

說(shuō)明下列換熱器的型號(hào)

換熱面積為80m2,碳鋼不可拆螺旋板式換熱器，其兩螺旋通道的舉例分別為14mm和18mm，螺旋板的板的板寬為1000mm，公稱(chēng)壓力為1.6MPa,公稱(chēng)直徑為1600mm.貫通型

3.計(jì)算：

(1).設(shè)螺旋板的板厚為4mm，兩通道寬b1和b2為10mm和20mm，內(nèi)側(cè)有效圈數(shù)為3，d1為100mm，以d1為基準(zhǔn)半圓直徑繞出的螺旋板作為內(nèi)側(cè)板時(shí)，d2為基準(zhǔn)半圓直徑繞出的螺旋板作為外側(cè)板時(shí)試作圖繪制螺旋體，并計(jì)算中心隔板寬B,基準(zhǔn)半圓直徑d2，內(nèi)側(cè)螺旋板總長(zhǎng)度Li,外側(cè)螺旋辦總長(zhǎng)度

Lo，螺旋板最大外徑D等參數(shù)

解：（1）B=d1-b1+δ=100-10+4=94mm

因?yàn)锽=d1-b1+δ=

d2-b2+δ，可推導(dǎo)d2=

d1-b1+

b2=110mm，c=

b1+

b2+2δ=10+20+8=38

t1=10+4=14,t2=20+4=24

因?yàn)閚=n=3，以d1為基準(zhǔn)半圓直徑繞出的，所以

Li=/2{n（d1+2b1+4δ+d2）+2（n-n）c}

=/2{3（100+20+16+110）+2(9-3)38}

=/21194

=1876mm

Lo=/2{n（d1+2b2+4δ+d2）+(d2+δ)+2nc}

=/2{3(100+40+16+110)+(110+4)+2938}

=/21596

=2507mm

D=

d2+2nc+2δ=110+2338+24=346mm

分別以t1/2，t2/2，為內(nèi)側(cè)螺旋板和外側(cè)螺旋板的圓心,畫(huà)出螺旋板換熱器示意圖如下圖所示

第二節(jié)

1.填空：

1.板式換熱器按構(gòu)造可以劃分為可拆卸、全焊式和串焊式

2.可拆卸板式換熱器結(jié)構(gòu)由傳熱板片，密封墊片，壓緊裝置和定位裝置組成2.簡(jiǎn)答：

1）.說(shuō)明下列換熱器的型號(hào)

人字形波紋板式損熱器，單片公稱(chēng)換熱面積0.05m2,設(shè)備總的公稱(chēng)換熱面積2m2,設(shè)計(jì)壓力8×105Pa，設(shè)計(jì)溫度120

℃組裝形式

2）.BR0.3-1.6-20-F-?

板式熱交換器：人字形波紋，單板公稱(chēng)換熱面積為0.3m2，設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，換熱面積為20m2，氟橡膠墊片密封的雙支撐框架結(jié)構(gòu)的板式熱交換器。

3）BPl.0–1.0–1002–E–Ⅱ

波紋形式為水平平直波紋，單板公稱(chēng)換熱面積為l.0

m2，設(shè)計(jì)壓力為1.0

MPa，換熱面積為100

m2。用三元乙丙墊片密封的帶中間隔板雙支撐框架結(jié)構(gòu)的板式換熱器，4）.板式換熱器的流程和通道配合為，其中甲流體為熱流體，乙流體為冷流體

甲流體進(jìn)

乙流體出

甲流體出

乙流體進(jìn)

3名詞解釋?zhuān)?/p>

1）熱混合：

為了使換熱器更好地滿(mǎn)足傳熱和壓力降的要求，傳熱流體流經(jīng)混合板流道就相當(dāng)于其單獨(dú)流過(guò)這兩種傾角的板片各自組成的流道后再混合，所以此種組合而成的板式熱交換器在性能上體現(xiàn)了一種“熱混合”

采用方法：

⑴每?jī)煞N波紋傾角不同的人字形板片相疊組裝成一臺(tái)板式熱交換器

⑵各自分段采用波紋傾角不同的人字形板片組裝成一臺(tái)板式熱交換器

⑶將流道數(shù)分段組裝，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)熱混合第三節(jié)

1.填空：

1.板翅式換熱器由隔板、翅片、封條基本單元和導(dǎo)流片和封頭組成簡(jiǎn)答：

1.對(duì)于板翅式熱交換器，兩個(gè)熱通道之間相隔三個(gè)冷通道A、B、C，冷熱通道的翅高均為H，求每個(gè)冷通道的定性尺寸及翅片效率。

2.簡(jiǎn)答：

1）說(shuō)明定性尺寸及翅片效率

定型尺寸為b，翅片效率為η=tan(mb)/(mb)

對(duì)于冷通道A，定性尺寸為H，翅片效率為ηA=tan(mH)/(mH)，對(duì)于冷通道B，定性尺寸為1.5H，翅片效率為ηA=tan(1.5mH)/(1.5mH)，對(duì)于冷通道C，定性尺寸為H，翅片效率為ηC=tan(mH)/(mH)，單相強(qiáng)化換熱方面：

1．根據(jù)場(chǎng)協(xié)同理論，當(dāng)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)夾角為，換熱器傳熱系數(shù)最大。

2．相對(duì)于螺旋槽管和光管，的換熱系數(shù)高，的防結(jié)垢性能好。

3．對(duì)于螺旋槽管和橫紋槽管，其傳熱面積沒(méi)有得到有效提高

4.按照強(qiáng)化傳熱的方法可分為主動(dòng)強(qiáng)化傳熱方法和被動(dòng)強(qiáng)化傳熱方法

5.對(duì)螺旋管起強(qiáng)化傳熱的流動(dòng)主要為螺旋流和二次流

6.相同壁厚，管徑的螺旋槽管的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大于同等條件的光管。

7.低肋管和內(nèi)肋管的傳熱面積得到有效提高

8.當(dāng)雷諾數(shù)較高時(shí)，管內(nèi)插入螺旋線的傳熱強(qiáng)化效果明顯。

9.一般而言，靜態(tài)混合器的阻力損失大

10.螺旋扁管換熱器不需要安裝折流板。

11.百葉窗翅片的傳熱機(jī)理與交叉翅片的傳熱機(jī)理類(lèi)似。

12.C管和花瓣形翅片為三維翅片管。

相變強(qiáng)化換熱方向：

1.一般而言，粗糙表面的沸騰傳熱系數(shù)大于光滑表面的沸騰傳熱系數(shù)，過(guò)熱度小于光滑表面

2.對(duì)于冷凝換熱，翅片頂部應(yīng)該有較小的曲率半徑，翅片底部有較大的排液空間。

3.對(duì)于花瓣形管，由于齒底被完全切割開(kāi)，因而其傳熱系數(shù)稍大于同等條件下得C管

4.

第四篇：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(mén)廣泛應(yīng)用的一種常見(jiàn)設(shè)備，通過(guò)這種設(shè)備進(jìn)行熱量的傳遞，以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的需要?？砂从猛尽Q熱方式、結(jié)構(gòu)型式三種不同的方法進(jìn)行分類(lèi)。按結(jié)構(gòu)型式分類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lái)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(chēng)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(guò)程中，或短時(shí)間停車(chē)時(shí)采用，可以不拆開(kāi)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(wú)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(lèi)。

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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(wú)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(wú)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(lái)消除泄漏時(shí)堵管數(shù)不得超過(guò)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(kāi)車(chē)過(guò)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(lái)，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(guò)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(guò)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）熱損失小；（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(kāi)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(wú)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(wú)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?chē)h(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(mǎn)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(mǎn)水后用手壓泵加壓，為操作壓力的1.5倍，并保持30min，壓力無(wú)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。

第五篇：換熱器論文

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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(chēng)為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱(chēng)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(guò)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(guò)管束一次稱(chēng)為一個(gè)管程；每通過(guò)殼體一次稱(chēng)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(chēng)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(guò)部分管子，因而在管束中往返多次，這稱(chēng)為多管程。

類(lèi)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(guò)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

09無(wú)機(jī)非（1）

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(lèi)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(lèi)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(wú)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(guò)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(jiàn)。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(chēng)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(lèi)

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(méi)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(guò)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(guò)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(méi)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(guò)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(kāi)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(lái)，通過(guò)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(lèi)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(chēng)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(chēng)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(guò)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(guò)管束一次稱(chēng)為一個(gè)管程；每通過(guò)殼體一次稱(chēng)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(chēng)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(guò)部分管子，因而在管束中往返多次，這稱(chēng)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(guò)殼體空間，稱(chēng)為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。

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