食品工程原理第二讲.ppt

2.5.1 集总参数分析法（忽略内阻） 假定在不稳定传热过程中的任意时刻物体内部温度均匀一致 把温度为T1的高温固体置于T1的冷流体中， 使用上式需满足条件。Bi 2.6 换热器简介 A 换热器的分类 1.直接接触式 冷热两流体直接接触混合换热，传热效率很高 例：喷射式冷凝器 2.非直接接触式 （1）间壁式 （2）蓄热式 （3）流化床 间壁式换热器又可分为： ①管式换热器 包括壳管、列管、螺旋管式等 ②板式换热器 包括片式、螺旋板式等 ③扩展表面式换热器 包括板翅式、管翅式等 1 夹套式换热器 结构简单，传热系数不高，可在釜内安装搅拌器，可在夹套内设置螺旋隔板。 设搅拌器（4）加强传热 夹套（3）中的介质： 蒸汽 →1，5→ 水 →5，1→ 2 沉浸式换热器 沉浸在容器的液体中。结构简单，价格低廉，便于防腐蚀，能受高压。 对流传热系数小，可在容器内安装搅拌器。 3 喷淋式换热器 也为蛇管换热器的一种，多用作冷却器。便于检修和清洗，传热效果好。但喷淋不易均匀。 4 套管式换热器 由直径大小不同的直管制成的同心套管，并由U形弯头连接而成。构造简单，能耐高压，传热面积可根据需要而增减，严格逆流，有利传热。 但接头多，易泄漏，消耗金属量大。适用于传热面积不大而压强较高的场合。 5 列管式换热器 A.结构形式 由圆筒形壳体及其内部的管束组成 管子两端固定在管板上,管板将壳程 和管程流体分开 管板外各有壳体封头 温差补偿结构 有三种： (a)固定管板式 在壳体上加装 膨胀节1 (c)U型管式 (b)浮头式 浮头2可滑动 B.管程结构 (1)?管子 采细管径：d = 15～33mm (2)?管板 与管束连接：胀接，焊接 与壳体连接：焊接，法兰夹接 管子在管板 上的排列方式： (3) 封头和分程 封头或管箱 的作用：控制和分配管程流体 管程分： 单程（流体经1次管全长） 多程：2,4,6程 管箱分程布置方案如图 3.壳程结构 (1) 壳体 (2)?挡板 D400mm,用钢管造；D400mm,用钢板卷制 折流挡板有： 环盘型 圆缺型 挡板 （1） 固定管板式 带有补偿圈或称膨胀节的固定管板式换热器。不用于两流体的温度差过大（不大于70℃）和壳程流体压强过高的场合。 固定管板式换热器具有结构简单和造价低廉的优点。 缺点是不易检修和清洗；温度差较大时，应考虑热补偿。  （2） 浮头式 浮头式换热器两端的管板，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。壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。 其缺点是结构复杂，造价高（比固定管板高20%），在运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。 3 U形管式 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 4 板式换热器 1.?片式换热器 板片间有垫圈： ●密封 ●形成间隙 ●流体分流 流道基本形式 （a）并流 （b）串流 （c）混流 传热板片表面压成波纹形： ◆↑板片强度 ◆↑湍流程度 波纹有人字形,平直波纹（a） 截面有三角形（b）,梯形（c） 优点 ①α大 ②紧凑 例：一片式换热器可进行五段操作 2.螺旋板式换热器 2张平行钢板卷制而成 加顶盖、进出液接管 板式换热器 换热管直径越小，换热器单位容积的传热面积越大。因此，对于洁净的流体管径可取得小些。对于不洁净或易结垢的流体，管径取得大些，以免堵塞。目前我国实行的系列标准规定采用Φ25mm×2.5mm和Φ19mm×2mm 的管子。 规格型号中通常标明型式，壳体直径，传热面积，能承受的压强和管程数等。 FB500－65－25－2。FB表示浮头式B型，换热管为Φ25mm×2.5mm，正方形排列，壳体公称直径500mm，公称传热面积65m2，公称压强2.5MPa,管程数为2. * * * * （3）计算水的对流传热系数 为湍流，选用式2－10，水被加热，n=0.4 100℃的 饱和水蒸气在外径为0.05m，长度为2m的单根垂直圆管外冷凝，管外壁温度为80℃.度求单位时间的蒸气冷凝量。如果管子改为水平放置，问蒸气冷凝量为多少？ 解：蒸气的冷凝潜热取100℃下的值，由附录查得： 定性温度 T＝（100＋80）/2＝90℃ 由附录查得90℃下水