换热器类型和结构.pdfVIP

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

1、换热器的定义

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的

密闭容器内装上水或其他介质,而在容器内有管道穿过。让热水从管道内

流过。由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，也就

是初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把

管道里水的热量交换给了容器内的冷水，换热器又称热交换器。

2、换热器的分类与结构

换热器按用途分类可以分为：冷却器、冷凝器、加热器、换热器、

再沸器、蒸气发生器、废热（或余热)锅炉。

按换热方式可以分为：直接接触式换热器（又叫混合式换热器)、

蓄热式换热器和间壁式换热器。

下面主要介绍一下按换热方式分类的换热器：

1)直接接触式换热器

直接接触式交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这

种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情

况良好，就有较大的传热速率。故凡允许流体相互混合的场合，都可以

采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽—水

之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍及化工和冶金企业、动

力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门。常用的混合式换热器有:

冷却塔、气体洗涤塔、喷射式换热器和混合式冷凝器。

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蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。内装固体填充物，用以贮

蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。换热分

两个阶段进行。第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮

蓄起来.第二阶段，冷气体通过火格子,接受火格子所储蓄的热量而被加

热。这两个阶段交替进行。通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进

入一器时，冷气体进入另一器。常用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。

也用于化学工业,如煤气炉中的空气预热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄

热式裂化炉。

3)间壁式换热器

此类换热器中，冷热俩流体间用一金属隔开,以便俩种流体不相混合

而进行热量传递。在化工生产中冷热流体经常不能直接接触，故而间壁

式换热器是最常用的一种换热器。下面主要介绍一下间壁式换热器的分

类：

a)夹套式换热器

由容器外壁安装夹套制成。(如图所示）

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,结构简单;但其加热面受容

器壁面限制，传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，

可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹

套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施，以提高夹套一侧的给热系数。

为补充传热面的不足，也可在釜内部安装蛇管.夹套式换热器广泛用于反

应过程的加热和冷却。

b)蛇管式换热器

蛇管式换热器又分为沉浸式蛇管换热器和喷淋式蛇管换热器。沉浸式

蛇管换热器如图所示

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液体中。其优点是：结构简单，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，管外给热系数小。

喷淋式蛇管换热器如图所示

将换热管成排地固定在钢架上。

▪热流体在管内流动，冷却水在装置上方均匀淋下。

▪优点:热流体在管内流动，冷却水在装置上方均匀淋下。传热系数大，

故喷淋式换热器传热效果优于沉浸式蛇管换热器。但是期要在露天

放置，占地位置大而且水容易溅到周围环境,使用起来不方便。