换热器研究发展现状.pdf

化 工 进 展 ·338 · CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009 年第28 卷增刊 换热器的研究发展现状 支 浩，汤慧萍，朱纪磊 （西北有色金属研究院，陕西西安 710055 ） 摘 要：随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时， 也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。 换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器的强化传热技术一直以来受到研 究人员的重视，各种研究成果不断涌现。随着经济的发展，各种不同结构和种类的换热器发展很快，新结构、新 材料的换热器不断涌现。换热器又称热交换器，是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，也是实现化工 生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也 可是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。本文主要介绍了现有换热器的分类，各 种换热器的特点工作原理及应用情况，对目前换热器的存在问题和发展趋势进行分析。 关键词：换热器；强化换热；研究现状 随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环 间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为 境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源 管式和板面式。管式换热器以管子表面作为传热 的同时，也更加注重了节能新途径的研发。强化传 面，包括套管式换热器和管壳式换热器等；板面式 热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能 换热器以板面作为传热面，包括板式换热器、螺旋 大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、 板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换 动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器 热器等。 的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视，各 [1-4] 2 管式换热器 种研究成果不断涌现 。 管式换热器主要有套管式换热器和管壳式换热 1 换热器的分类方式 器两种。 随着科学和生产技术的发展，各种换热器层出 2.1 套管式换热器 不穷，难以对其进行具体、统一的划分。虽然如此， 套管式换热器是将不同直径的两根管子套成的 所有的换热器仍可按照它们的一些共同特征来加以 同心套管作为元件、然后把多个元件加以连接而成 区分[5-6]，具体如下。 的一种换热器，工作时两种流体以纯顺流或纯逆流 按照用途来分：预热器（或加热器）、冷却器、 方式流动。套管式换热器的优点是：结构简单，适 冷凝器、蒸发器等。 用于高温、高压流体，特别是小容量流体的传热。 按照制造热交换器的材料来分：金属的、陶瓷 另外，只要做成内管可以抽出的套管，就可清除污 的、塑料的、石墨的、玻璃的等。 垢，所以它也使用于易生污垢的流体。他的主要缺 按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器， 点是流动阻力大；金属消耗量多；管间接头较多， 热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间 易发生泄露；而且体积大，占地面积大，故多用于 [5,7] 而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热 传热面积不大的换热器 。 流和温度都随时间改变。 2.2 管壳式换热器 按照热流