任务三传热.ppt

2、流体流速的选择 3、 流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，则不存在确定流体两端温度的问题。若其中一流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。 4、提高管内膜系数的方法 当流体流量较小，所需传热面积较大为了提高流速，增大管程对流传热系数，可采用多层。在换热器封头内添加隔板列管换热器系列标准中，管层数有1、2、4、6四种。采用多层时尽量使每层的管子数相等。 5、提高管外膜系数的方法 （1）装制纵向挡板 在壳层安装与管束平行的挡板，也可通过将几个换热器串联实现。 （2）装制横向挡板 在垂直于管束的方向装制挡板。 6、管子的规格与管间距 管子的规格包括管长与管径 管长的选择是以合理使用管材和清洗方便为原则。国产管材的长度一般为6m，因此管壳式换热器系列标准中换热管的长度分为1.5、2、3或6m几种，常用3m或6m的规格。长管不易清洗，且易弯曲。此外，管长L与壳体D的比例应适当，一般L/D=4～6。 小直径管子能使单位体积的传热面积大，因而在同样体积内可布置更多的传热面。或者说，当传热面积一定时，采用小管径可使管子长度缩短，增强传热，易于清洗。但是减小管径将使流动阻力增加，容易积垢。对于不清洁、易结垢或粘度较大的流体，宜采用较大的管径因此，管径的选择要视所用材料和操作条件而定，总的趋向是采用小直径管子。 * 喷淋式换热器 结构：蛇管成行地固定在支架上，热流体在蛇管内流动，冷却水从最上面的淋水管喷淋下来，被冷却的流体自最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与喷淋而下的冷却水进行热交换。喷淋流下的冷却水可收集再进行重新分配。 优点：结构简单、造价低廉，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好。 缺点：冷却水喷淋不易均匀影响传热效果。 用途：用于冷却或冷凝管内液体。 喷淋式换热器 （2）套管式换热器 结构：由直径不同的直管制成的同心套管，可根据换热要求，将n段套管用U形管连接，目的增加传热面积。冷热流体可以逆流或并流。 优点：结构简单，应用方便。能耐高压，传热系数较大。传热面积可根据需要增减，能保持完全逆流使对数平均温度差最大。 缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，管间接头较多，易泄漏，占地面积较多。 用途：适用于流量不大、所需传热面积不多而要求压强较高的场合。 套管式换热器的型式 （3）列管式换热器 列管式换热器是化工生产中应用最广泛，最典型的间壁式换热器，主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。管内流动的流体称管程流体。管外流动的流体称壳程流体。管束的壁面为传热面。 列管式换热器主要型式 （1）固定管板式 固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈，（或膨胀节）。 当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。 具有补偿圈的固定管板式换热器 （2）U形管式换热器 U形管式换热器每根管子均弯成U形，流体进、出口分别安装在同一端的两侧，封头内用隔板分成两室，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。 特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。 U形管式换热器的结构型式 （3）浮头式换热器 换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。 特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，完全消除温差应力，应用普遍。 浮头式换热器结构形式 列管的排列方式 管子的排列方式有等边三角形、正方形直列和正方形错列三种。 等边三角形排列比较紧凑，管外流体湍动程度高，对流传热系数大； 正方形直列比较松散，对流传热系数较三角形排列时低，但管外壁清洗方便，适用于壳程流体易结垢的场合； 正方形错列则介于上述两者之间，对流传热系数较直列高。 折流板 又称折流挡板，安装折流板的目的是为了提高壳程流体的对流传热系数。 其常用型式有弓形折流板、圆盘形折流板以及螺旋折流板等。 常用型式为弓形折流板。折流板的形状和间距对壳程流体的流动和传热具有重要影响。 通常弓形缺口的高度约为壳体直径的10%～40%，一般取20%～25%。两相邻折流板的间距也需选择适当，间距过大，则不能保证流体垂直流过管束，流速减小，对流传热系数降低；间距过小，则流动阻力增大，也不利于制造和检修。一般折流板的间距取为壳体内径的20%～100%。 2、板式换热器 （1）夹套式换热器 结构：夹套安装在容器外部，夹套与器壁之间形成的空间为加热介质和冷却介质的通道。 特点：结构简单，加工方便，传热面积小，传热效率低，广泛用于反应釜的加热和冷却。 夹套式换热器 （2）螺旋板式换热器 由两张间距一定的平行的薄金属板卷制而成，构成一对互相隔开的螺旋流