食品工程原理课件 第二章 传热.ppt

板式换热器是以板壁为换热壁的换热器，常见的有平板式、螺旋板式、旋转刮板式以及夹套式换热器。 (1) 平板式换热器 板片被压制成槽形或波纹形的目的： 增强刚度，不致受压变形； 增强液体的湍动程度，增大传热面积，亦利于流体的均匀分布。 4 板式换热器 优点： 总传热系数高，污垢热阻亦较小； 结构紧凑，单位体积设备提供的传热面积大； 操作灵活性大，可以根据需要调节板片数目以增减传热面积或以调节流道的办法，适应冷、热流体流量和温度变化的要求； 加工制造容易、检修清洗方便、热损失小。 缺点： 允许操作压力较低，最高不超过1961kPa，否则容易渗漏； 操作温度不能太高，因受垫片耐热性能的限制； 处理量不大，因板间距小，流道截面较小，流速不能过大。 (2) 螺旋板式换热器 结构：由两块薄金属板焊接在一块分隔挡板上并卷成螺旋形而成的。两块薄金属板在器内形成两条螺旋形通道。换热时，冷热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。 优点：①传热系数高；②不易结垢和堵塞；③能利用低温热源；④结构紧凑。 缺点：①操作压强和温度不宜太高；②不易检修。 夹套要装在容器外部，在夹套和器壁间形成密闭的空间，成为一种流体的通道。 该换热器结构简单，主要用于反应器的加热或冷却。适于传热量不大的场合，为提高传热性能，可在容器内安装搅拌器，使器内液体作强制对流。 当用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管中排出。 用于冷却时，则冷却水由下部进入，由上部流出。 由于夹套内部清洗困难，故一般用不易产生垢层的水蒸汽、冷却水等作为载热体。 5 夹套式换热器 使用注意事项： 6. 翅片式换热器 翅片式换热器有翅片管换热器和板翅式换热器两种。 （1）翅片管换热器: 结构：它是在管的表面加装翅片制成，或者采用整体轧制、整体铸造等方法，有横向和纵向两类。 优点：（1）传热效率高；（2）结构紧凑；（3）适应范围广（高温、高压）。 缺点：（1）造价高；（2）易结垢等。 缺点：①设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修困难，所以，物料应洁净或预先净制。 ②因隔板和翅片都由薄铝片制成，故要求介质对铝不腐蚀。 （2）板翅式换热器: 翅片式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的换热器，应用甚广。 结构: 板翅式换热器的结构形式很多，但其基本结构元件相同，即在两块平行的薄金属板之间，夹入波纹状或其它形状的金属翅片，并将两侧面封死，即构成一个换热基。 优点: ①传热系数高、传热效果好；②结构紧凑； ③轻巧牢固；④适应性强、操作范围广。 混合式换热器常用于蒸汽的冷凝或气体的冷却器，有时兼作除尘器以及增湿或减湿之用。 1、喷射式冷凝器 用逐渐收缩的锥形喷嘴将水或其他液体冷却剂喷射，致使产生一定的真空度，使得水蒸气吸入，经导向板进入混和室，使其冷却。适用于真空系统中水蒸气的排除。 2、填料式冷却器 冷水从上部喷淋，与上升的蒸汽在填料层内接触，从而发生传热和传质。 二、混合式换热器 三、列管式换热器的设计和选用 1、要考虑的问题 流体走管程还是走壳程的选择 管程：不洁、结垢流体；腐蚀性流体；高压、有毒流体。 壳程：饱和蒸汽；被冷却或流量小、粘度大、给热系数大的流体。 流体流速的选择： 流体终温的确定： 管子的规格和排列方式：φ25×2.5和φ19×2；正三角形、正方形 （直列、错列） 管程和壳程数的选择： 折流挡板的选择：缺圆高度、挡板间距 壳体直径的选择：根据管径、管子数、管中心距及管子排列方式计算。 管内、管外对流传热系数（αi 、αo）的估算：经验公式 流体压降的计算：包括管程压降和壳程压降 管程压降：用流体流动阻力计算公式； 壳程压降：用经验公式。 了解热传导、热对流和热辐射的基本概念； 掌握导热、对流换热的基本规律及计算方法； 熟悉各种热交换设备的结构和特点； 掌握稳定综合传热过程的计算； 了解并掌握强化传热的措施。 本章重点和难点 * * * * * * * * 方法：先按纯逆流的情况求得其对数平均温度差Δtm逆，然后再乘以校正系数εΔt,即 Δtm=εΔt·Δtm逆 校正系数εΔt与冷、热两种流体的温度变化有关，是R和P的函数，即 εΔt=f(R，P) 式中