第七章 传热与蒸发-传热 ppt.ppt

1 热冷流体的直接混合进行热交换。 传热效果好，设备简单。 允许两种流体相互接触的工艺中应用 傅立叶定律（Flourier’s law） 平壁的稳定热传导 平壁的稳定热传导 圆筒壁的稳定热传导 5.3.4 圆筒壁的稳定热传导 一、管式换热器 （一）蛇管式换热器 1、沉浸式蛇管换热器 2、喷淋式换热器 （二）套管式换热器 （三）列管式换热器 1、固定板式热交换器 2、U型管换热器 3、浮头式换热器 4、翅片式换热器 一、管式换热器 1. 沉浸式蛇管换热器 一、管式换热器 一、管式换热器 2.喷淋式蛇管换热器 ◎ 结构：多用于冷却管内的热流体。将蛇管成排地固定于钢架上，被冷却的流体在管内流动，冷却水由管上方的喷淋装置中均匀淋下，故又称喷淋式冷却器。 ◎ 优点：传热推动力大，传热效果好，便于检修和清洗。 ◎ 缺点：喷淋不易均匀，占地面积大。 一、管式换热器 （二）套管式换热器 ◎ 结构：将两种直径大小不同的直管装成同心套管，并可用U形肘管把管段串联起来，每一段直管称作一程,每程长度一般约为4~6米。 ◎ 优点：流速高，表面传热系数大，结构简单，能承受高压，拆卸和清洗方便。 ◎ 缺点：管间接头多,容易发生泄漏,金属消耗量大。 一、管式换热器 （三）列管式换热器 一、管式换热器 一、管式换热器 一、管式换热器 一、管式换热器 ◎ 结构：两端的管板与壳体连结成一体。 ◎ 优点：结构简单、造价低廉、应用较广。 ◎缺点：清晰和检修困难。 ◎适用于壳程流体为较洁净的且不易结垢的或腐蚀性小的物料。 2.U型管换热器 3.浮头式换热器 3.浮头式换热器 ◎ 结构：一端管板不与外壳固定连接，该段称为浮头。当管子受热（或冷）时，管束连同浮头可以沿轴自由移动，而不受外壳热膨胀的影响。 ◎ 优点：不仅可以补偿热膨胀，且由于固定端的管板通过法兰与壳体连接，使整个管束可以从壳体中抽出，方便清洗和维修。 ◎ 缺点：结构复杂，金属耗量大，造价高。 ◎适用于流体洁净，且不结垢及高温、高压的场合 4. 翅片式换热器 二、板式热交换器 1、夹套式换热器 2、板式换热器 3、螺旋板式换热器 4、板翅式换热器 ◎ 结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。 ◎ 优点：结构简单。 ◎ 缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。 为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。也可在釜内安装蛇管。 2.板式换热器 优点：传热系数高；不易堵塞；能利用低温热源；结构紧凑；成本较低。 缺点：检修困难；操作压力和温度不宜太高；不易清洗。 适用于处理混悬液及粘度较高的流体。 4.板翅式换热器 优点：结构紧凑，传热效果好。一般铝合金制成，设备轻巧牢固。操作范围广。具有其他换热器所不能做到的功能。 缺点：流道小，易堵塞，清洗及维修困难。 适用于低温、超低温的场合。对介质的要求是不与铝发生化学反应。 换热器的传热面积有不同的表示方法，可以是管内侧或管外侧表面积。例如，若热流体在换热器的管内流动，冷流体在管间(环隙)流动，则对流传热速率方程式可分别表示为 第三节 对流传热 二、对流传热系数 牛顿冷却定律也是对流传热系数的定义式， 即 对流传热系数在数值上等于单位温度差下、单位传热面积的对流传热速率，其单位为W/(m2·℃)。它反映了对流传热的快慢，α愈大表示对流传热愈快。表7-1列出了几种对流传热情况下α的数值范围。 第三节 对流传热 第四节 辐射传热 第五节 传热计算 通过换热器中任一微元面积dS的间壁两侧流体的传热速率方程，可以仿照对流传热速率方程写出，即 总热流量微分方程 局部总传热系数 第五节 传热计算 或 总传热系数 第五节 传热计算 或 总传热系数 移项后相加，得 上式两边均除以 ，并利用 ，得 总传热系数 总传热系数 总传热系数 设计中应考虑污垢热阻的影响，即 管壁外表面污垢热阻 管壁内表面污垢热阻 总传热系数计算式 某些常见流体的污垢热阻的经验值可查附录。 污垢热阻(又称污垢系数) 总传热系数 1.若传热面为平壁或薄管壁，则 2. 若传热面为圆筒壁，则 第六节 换热器 ◎ 结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。 ◎ 优点：结构简单，便于制造和检修,可用防腐材料制造，能承受高压。 ◎ 缺点：管外液体湍动程度低,因此对流传热系数较小。 1.固定管板式换热器 一、管式换热器 ◎ 结构：是将每根管子弯成U形，进口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室 ◎ 优点：结构简单、重量轻 ◎ 缺点：管程内清洁较为困难，由于管子弯成U形，管板的利用率较差。 ◎适用于流体洁净，且不结垢及高温、高压的场合 2.U型管换热器 结