制药单元操作 换热器的基本操作 换热器的选择及操作.docx

药品生产技术专业教学资源库-《制药单元操作技术》教学设计 教 师 姓 名 授课班级 授课形式 讲授 授 课 日 期 授课时数 2 授课内容 情景3 传热和换热器选择及操作 任务 8 换热器的选择及操作 教 学 目 的 知 识 目 标 了解换热器的分类 掌握常见换热器的结构及特点 了解换热器的选用原则 4.掌握换热器的操作、维护及保养 能 力 目 标 换热器的识别能力 根据操作步骤，会操作换热器 思 想 目 标 节约能源，爱岗敬业精神 教 学 重 点 换热器的分类、结构与选择 教 学 难 点 换热器的分类、结构与选择 更新、补充、 删 节 内 容 使 用 教 具 多媒体 课 外 作 业 课 后 体 会 授课主要内容及课堂教学设计 教学 环节 课 程 内 容 设 计 教学 方法 时间 min 组织 复习 引入 新课 小结 作业 你熟悉传热的设备有那些？ 任务 8 换热器选择及操作 子任务1 换热器的分类 换热器在工业生产中，换热器实现物料之间热量传递，它是化工、炼油、动力、原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用的工艺设备。由于使用的条件不同，换热设备又有各种各样的形式和结构。在化工生产中所使用的换热器种类和形式很多的，但完善的换热设备至少应满足下列几种因素：① 保证达到工艺所规定的换热要求；② 强度足够及结构可靠；③ 便于制造、安装和检修；④ 经济上要合理。 一、按换热器的换热目的分类 换热器的换热目的有两个方面：一种是为了向流体供给热量，另一种是为了移走流体的热量。根据换热器的目的用途，可将换热器分为以下7种： 1、加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。 2、预热器：用于流体的预热。 3、过热器：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。 4、蒸发器：用于加热液体，使之蒸发汽化。 5、再沸器：是蒸馏过程的专用设备，用于加热已冷凝的液体，使之再受热汽化。 6、冷却器：用于冷却流体，使之达到所需温度。 7、冷凝器：用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化。 二、按换热器的传热面形状和结构分类 为了适应流体的不同工艺要求，换热器可以设计以下成不同的结构： 1、管式换热器：通过管子壁面进行传热。按传热管的结构的不同，可分为列管式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器和翅片管式换热器等几种。管式换热器应用最为广泛。 2、板式换热器：通过板面进行传热。按传热板的结构形式，可分为平板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和热板式换热器等几种。 3、特殊形式换热器：这类换热器是指根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式换热器、热管式换热器、同流式换热器等。 三、按传热器所用材料分类 为了保护换热器不受传热流体腐蚀，可以选择不同的材料制造换热器。根据材料不同，换热器可分为以下两种类型； 1、金属材料换热器：该类换热器是由金属材料制成，常用金属材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。由于金属的导热率较大，故该类换热器的传热效系数较高，金属材料换热器生产中用到的主要换热器。 2、非金属材料换热器：该类换热器由非金属材料制成。由于非金属材料的导热系数较小，所以其传热效率较低。主要用于具有腐蚀性的物料。 间壁式换热器应用最多，下面重点讨论此类换热器的类型、计算等。 子任务2 常见换热器的结构及特点 认识常用换热器的结构类型及特点，了解不同换热器的优缺点及适用场合。 在近代的许多化工过程中，大都要求在高温和高压下进行，尤其在有腐蚀存在的情况下，实现换热更加困难。在这些条件下，要进行热交换是很不容易的。而管壳式结构，具有选材范围广，换热表面清洗比较方便，适应性强，处理能力大，能承受高温和高压等特点，所以在许多工业部门中被大量地使用。 在换热器设备中，应用最广泛的是管壳式换热器。 一、管式换热器类型及特点 管式换热器类型很多，有沉浸式、列管式、套管式等。美中管子的特点各异，适用在不同的场合。 1、沉浸式换热器 这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状（多盘成蛇形，常称蛇管），并沉浸在容器内的液体中，使蛇管内、外的两种流体进行热量交换。几种常见的蛇管形式如图3－34所示。 优点：结构简单、价格低廉，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造 缺点：容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小。 图3－34蛇管的形状示意图 2、喷淋式换热器 喷淋式换热器也称为蛇管式换热器，多用作冷却器。这种换热器是将蛇管成行地固定在钢架上，如图3－35所示。热流体在管内流动，自最下面的管进入，由最上面的管流出。冷水由最上面的淋水管流下，均匀地喷洒在蛇管上，并沿其两侧逐排流经