1、三. 换热器,一、概述换热器：实现热量交换的设备。 换热器是工艺过程必不可少的单元设备，广泛用于石油、化工、轻工、制药、食品、机械、冶金、动力等工程领域中。,二、分类: 按用途： 预热器：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。 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。 冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。 冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化 再沸器：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。 蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。, 按传热特征直接接触式：冷、热流体直接混合, 按传热特征直接接触式：冷、热流体直接混合,凉水
2、塔是用来冷却循环水的，具体方式是将温度较高的循环水从塔顶喷淋下来（有点像下雨），在这个过程中与空气充分接触换热，达到冷却的目的，所以你看到冒出来的都是白色的水汽，而不是灰黑色的烟,蓄热式：,间壁式：冷、热两流体由金属壁隔开，不直接接触,借助于热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时，从热流体处接受热量，蓄热体温度升高，然后与冷流体接触，将热量传递给冷流体，蓄热体温度下降，从而达到换热的目的。特点是结构简单，可耐高温，体积庞大，不能完全避免两种流体的混和。 适于高温气体热量的回收或冷却。, 结构及用途：在容器外壁安装夹套制成。主要用于反应过程的加热或冷却。 优点：
3、结构简单 缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。 为提高传热系数，可在釜内安装搅拌器。,一、间壁式换热器的类型,2、沉浸式蛇管换热器, 结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。, 优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。 缺点：由于容器体积比管子的体积大得多，因此管外流体的对流传热系数较小。为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。,3、喷淋式换热器, 结构：将蛇管成排地固定于钢架上，被冷却的流体在管内流动，冷却水由管上方的喷淋装置中均匀淋下，故又称喷淋式冷却器。, 优点：传热推动力大，传热效果好，便于检修和清洗 缺点：喷淋不易均匀,4、套管式换热器,
4、 优点：进行热交换时使一种流体在内管流过，另一种则在套管间的环隙中通过。流速高，传热系数大，逆流流动，平均温差最大，结构简单，能承受高压，应用方便。, 结构：将两种直径大小不同的直管装成同心套管，并可用U形肘管把管段串联起来，每一段直管称作一程。, 缺点：介质流量较小，热负荷不大。,5、列管式换热器,列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，应用广泛。 优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。常见的类型有：固定板式换热器、U形管换热器、浮头式换热器。,（1）列管式换热器的结构,结构：壳体、管
5、束、管板、折流挡板和封头。 一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。,管束结构,结构示意,单程：流体在管内每通过管束一次 一管程流体在管外每通过壳体一次 一壳程多程： 多管程：封头内设置分程隔板，单管程多管程, 多壳程： 相当于单壳程串联，传热面积增大,流通截面积：,传热面积：,管程数，流通截面积， 管内流速，i，可强化传热,单管程换热器管、壳程流体流动,双管程换热器内的流体流动,常用形式：弓形、圆盘形,折流挡板,作用：提高壳程流体湍动程度(Re100 湍流),增大0，强化传热。冲刷沉积物，减小污垢热阻；对壳体起支撑作用。,代价：壳体阻力
6、，系统动力消耗,弓形,圆盘形,（2） 分类及特点,管、壳温度不同，产生热应力，当t50时，管弯曲、断裂或管板变形，为此，采用各种补偿办法消除或减小热应力。,固定管板式 安装膨胀节 U形管式 本身具有补偿能力 浮头式 本身具有补偿能力,根据所采取的温差补偿措施，列管式换热器可分为：,a）固定管板式换热器,特点： 结构简单，成本低，可能产生较大的热应力，壳程不易机械清洗； 适用： 壳程流体不易结垢或容易化学清洗，壳体与传 热管壁温度之差小于50C，否则加膨胀节。,b）U形管换热器,特点：具有温度补偿作用，管程不易清洗。 适用：可用于高温高压，适用于管程为洁净而不易结垢的流体。,结构:,U型管换热器内的流体流动,c）浮头式换热器,结构:,特点：消除了温差应力、便于清洗和检修；结构复杂、 成本高，但应用广泛。,6、其他类型换热器,（1）各种板式换热器,优点：传热系数大、结构紧凑、操作灵活性大、金属材料消耗量低、加工容易、检修清洗方便。 缺点：允许操作压力比较低、操作温度不能太高、处理量不大。,板式换热器流向示意图,螺旋板式换热器,（2）热管换热器,新型传热元件,热 管,优点：传热能力大、应用范围广、结构简单、工作可靠适用：尤其适用于某些等温性要求较高的场合,
