化工原理 传热.ppt

（3）管箱 是管程流体进出口的场所，管箱内可加隔板，起分配管程流体的作用。 （4）壳体与封头 作用：用以约束壳程流体的流动。 椭圆封头 壳体 封头 管束 浮头 壳体 折流挡板 管箱 管板 管程隔板 列管式换热器的基本结构 根据管板的形式可将列管式换热器分为以下几种： 固定管板式换热器 U形管式换热器 浮头式换热器 5、列管式换热器的分类 （1） 固定管板式换热器 将钢制或铜制的列管胀接在管板上并套在筒体内，管子两端的管板固定。 热补偿方式：补偿圈(或称膨胀节) 这种补偿方法简单，但不宜用于两流体的温度差太大(应不大于70℃)和壳方流体压强过高(一般不高于6atm)的场合。 优点：结构相对简单，造价低廉。 缺点：一经制成，管束无法抽出，壳程不易检修和清洗，因此壳程流体应是较洁净且不易结垢的物料。冷热流体温差不能太大（50℃)，否则可能因管或壳的热膨胀程度不同而使管束与壳体承受较大的温度应力，严重时损坏设备。 （2）浮头式换热器 只有一端管板与壳体相连，另一端管板则是活动的，管束可在壳内自由伸缩。活动的一端称为浮头。 优点：浮头在壳内自由伸缩，适用于冷热流体温差较大的情况；管束可从壳体中抽出，便于清洗和检修。 缺点：结构较复杂，金属耗量较多，造价较高。 热补偿方式：浮头 （3）U型管式换热器 只有一端管板，另一端每根管子弯成U形。板上管束可因冷热变化自由伸缩而不会造成温差应力。 优点：U型管可自由伸缩，适用于冷热流体温差较大的情况；U型换热管可拉出壳外，便于管外清洗；结构简单（无后管板和浮头），重量轻，耐高温高压。 缺点：管内清洗困难，要求管程走清洁流体；难于安装折流板；管板利用率低。 热补偿方式：U型管 （1）翅片式换热器 当两流体的对流传热系数相差很大时，在传热系数较小的一侧加翅片可以强化传热。例如，当用水蒸气加热空气时，此传热过程的热阻主要由空气侧的对流传热热阻决定。故在空气侧加装翅片，增加了传热面积，强化了传热效果。 翅片的作用：增加传热面积及管外流体的湍动程度 二、新型间壁式换热器简介 常见的几种翅片形式: 翅片式换热器 优点：适合于缺水地区， 传热面积大 缺点：装置庞大，动力消耗大 (2) 螺旋板式换热器 螺旋板式换热器 优点：可保持纯逆流，总传热系数高；不易堵塞；结构紧凑； 缺点：操作压强和温度不宜太高；不易检修。 (3) 板式换热器 由传热板片、密封垫片和压紧装置组成。冷、热流体交替地在板片两侧流过，通过金属板片进行换热。每块金属板面冲压成凹凸规则的波纹，以使流体均匀流过板面，增加传热面积，并促使流体湍动，有利于传热。 板式换热器板片 板式换热器工作原理示意图 板式换热器 板式换热器的特点： 优点：结构紧凑，单位体积设备所提供的传热面积大；总传热系数高，可根据需要增减板数以调节传热面积；检修和清洗都较方便。??? 缺点：处理量不太大；操作压强较低，一般低于1500kPa，最高也不超过2000kPa；因受垫片耐热性能的限制， 操作温度不能过高，一般对合成橡胶垫圈不超过130℃，压缩石棉垫圈低于50℃。 (4) 热管换热器 热管换热器 热管式CPU散热器 热管式CPU散热器 Zalman夹心式一体化热管显卡散热器 AeroCool热管散热器DP-102 将5000+超到3.2GHz以上的水平时，CPU温度仅仅只有29度 优点：结构简单，使用寿命长，工作可靠，应用范围广，蒸汽流动阻力小，管壁温度均匀，可在小温差下传递很大的热流量。 缺点：只能回收显热，不能回收潜热，介质不易找，价格高 获取 K 的另外两种途径 查取 K 值 在有关传热的图表、手册中载有某些情况下 K 的经验数值，可供设计参考。注意应选用工艺条件接近、传热设备类似的较为成熟的经验 K 值作为设计依据。 流体种类 总传热系数K W/(m2·K) 水—气体 12~60 水—水 800~1800 水—煤油 350左右 水—有机溶剂 280~850 气体—气体 12~35 饱和水蒸气—水 1400~4700 饱和水蒸气—气体 30~300 饱和水蒸气—油 60~350 饱和水蒸气—沸腾油 290~870 (2) 实验测定 通过实验测定现有换热器的流体流量和温度，再由传热基本方程计算 K 值： 实测的 K 值较为可靠。实测K值的方法可在缺乏工业实验数据时提供设计依据，还可借助实测的 K 值判断换热器的工作状况，从而寻求强化传热的措施。 计算得到的 K 值与查取或实测值相差较大，主要原因是给热系数 h 的关联式有一定误差和污垢热阻不易估计准确。 【例】在单管程列管换热器中用水将流量为20,000kg/h的某溶液从80℃冷却至35℃，溶液走管程，冷却水走壳程，两者呈逆流流动，冷却水的温度从20℃升