套管式换热器图片版
换热器分类
与沉浸式相比较，喷淋式蛇管换 热器主要优点是管外流体的传热 系数大，且便于检修和清洗。其 缺点是体积庞大，占地面积大， 冷却水用量较大，有时喷淋效果 不够理想
该换热器是一种流体在逃管的内管中流 动，另一种流体在外管与内管之间的通 道中流动，从而进行热量交换的设备。 内管的壁面是传热面。套管式换热器以 适宜长度（4到6米）的套管为单位，通 过增减套管的连接数目能够改变传热面 积。套管内的冷热流体可同向流动（并 流）；但一般采用两流体相反方向的的 逆流流动。流体中通常选择α值较大的流 体走套管环隙。如果由于条件限制或其 他的理由，必须使用α值较小的流体走套 管环隙时，为增大内管侧的传热面积， 也可使用图（2）翅片管为传热管。 对于流体流量较小或高压流体的场合大 多使用
横 向 壳体、管板、管束、顶盖（封头） 、挡板 纵 向
列 管 式 换 热 器
固定管板式换热器 U型管换热器
浮头式换热器
填料函式换热器
夹套式换热器
属于间壁式换热器的一种，在容器外壁安装夹套制成,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。 结构：主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装 夹套制成。 优点：结构简单。缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数 小。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安 装搅拌器。也可在釜内安装蛇管。
套管式换热器
列管式换热器
列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换 热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等 组成。所需材质 ，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢 制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入， 在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出， 这称为壳程列管式换热器。
换热器设计计算
污垢热阻的大致数值
流体种类
水(u<1m/s, t<50℃) 海水 河水 井水 蒸馏水
锅炉给水 未处理的凉水塔用水 经处理的凉水塔用水 多泥沙的水
盐水
污垢热阻 m2·℃/W
0.0001 0.0006 0.00058 0.0001 0.00026 0.00058 0.00026 0.0006 0.0004
校核性热计算 针对现成的换热器，其目的在于确定流体 的出 口温度
因此： 设计型——已知任务设备 操作型——已知一定设备预测、调节结果
1、设计型计算的命题
给定生产任务：ṁ1，T1T2(or ṁ2，t1t2) 选择工艺条件：t1，t2 计算目的：换热器传热面积A（管子规格，根数）；ṁ2 特点：结果的非唯一性。
换热器设计计算
5.1 换热器类型
换热器类型 按结构分为
间壁式
套管式 交 壳 板叉 管 式流 式(换管热壳器式)管 管 板翅 束 翅式 式 式
螺旋板式
夹套式
混合式
蓄热式
按用途分为：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器
蓄热器（蓄能器）
（一）间壁式换热器 一、套管式换热器
二 、管壳式换热器
2、设计计算公式：
质量衡算：ṁ1
ṁ2
ṁn = ?
dn = ?
热量衡算： Q = ṁ1Cp1(T1 - T2) = ṁ2Cp2(t2 - t1)
传热速率式： Q = KAtm
注意： 计算单位要统一
➢ 热量：由于温差的存在会导致能量的交换。 该交换过程称为热交换或热传递。 热量的国际单位：焦耳（J）或常用单位：卡（cal）。 换算关系：1cal=4.19J
（对数平均数）
Δt1 Δt2 ln Δt1
换热器分类
换热器分类一. 夹套式换热器结构如图所示。
夹套空间是加热介质和冷却介质的通路。
这种换热器主要用于反应过程的加热或冷却。
当用蒸汽进行加热时，蒸汽上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管流出。
作为冷却器时，冷却介质（如冷却水）由夹套下部接管进入，由上部接管流出。
夹套式换热器结构简单，但由于其加热面受容器壁面限制，传热面较小，且传热系数不高。
二.喷淋式换热器喷淋式换热器的结构与操作如下图所示。
这种换热器多用作冷却器。
热流体在管内自下而上流动，冷水由最上面的淋水管流出，均匀地分布在蛇管上，并沿其表面呈膜状自上而下流下，最后流入水槽排出。
喷淋式换热器常置于室外空气流通处。
冷却水在空气中汽化亦可带走部分热量，增强冷却效果。
其优点是便于检修，传热效果较好。
缺点是喷淋不易均匀。
三.套管式换热器套管式换热器的基本部件由直径不同的直管按同轴线相Array暗幕套组合而成。
内管用180Сざ任?～6m。
若管子太长，管中间会向下弯曲，使环隙中的流体分布不均匀。
套管换热器的优点是构造简单，内管能耐高压，传热面积可根据需要增减，适当选择两管的管径，两流体皆可获得适宜的流速，且两流体可作严格逆流。
其缺点是管间接头较多，接头处易泄漏，单位换热器体积具有的传热面积较小。
故适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合。
四.管壳式换热器1.固定管板式结构如图所示。
管子两端与管板的连接方式可用焊接法或胀接法固定。
壳体则同管板焊接。
从而管束、管板与壳体成为一个不可拆的整体。
这就是固定管板式名称的由来。
折流板主要是圆缺形与盘环形两种，其结构如图所示。
操作时，管壁温度是由管程与壳程流体共同控制的，而壳壁温度只与壳程流体有关，与管程流体无关。
管壁与壳壁温度不同，二者线膨胀不同，又因整体是固定结构，必产生热应力。
热应力大时可能使管子压弯或把管子从管板处拉脱。
所以当热、冷流体间温差超过50℃时应有减小热应力的措施，称“热补偿”。
固定管板式列管换热器常用“膨胀节”结构进行热补偿。
第四节 其它形式换热器简介
有相变化传热： 蒸气冷凝 ： 1）滴状冷凝， 2）不凝气体排放， 3）气液流向一致 ， 4）合理布置冷凝面， 5）利用表面张力 （沟槽 ，金属丝） 液体沸腾： 1）保持核状沸腾， 2） 制造人工表面，增加汽化核心数。 ◎ 提高传热推动力 加热蒸汽P ， ◎ 改变传热面积A 关于传热面积A的改变，不以增加换热器台数，改变换热器的 尺寸来加大传热面积A，而是通过对传热面的改造，如开槽及加翅 片、以不同异形管代替光滑圆管等措施来加大传热面积以强化传热 过程。
易结垢的流体
例.空气冷却器：
翅片管结构示意图：
增加传热面积及管外流体 翅片的作用： 的湍动程度。
风机：提高空气流速。 空气冷却器的特点：
优点：省水。 缺点：设备庞大，消耗动力。
壳程强化传热
改变管子外形或 在管子外加翅片 采用新型折 流板结构 采用折流杆代替 折流板 壳程分程
强化管式换热器：
1、介质多种多样，工作 条件各不相同。
余 热 锅 炉 的 特 点
2、应特别考虑防腐、防尘、 磨损等问题。
3、热负荷波动会影响余热 锅炉的操作稳定性。 4、工作条件苛刻，结构、 材料等方面要求高。
5、余热锅炉工作情况的变化 会影响到生产操作的稳定性。
余热锅炉的结构形式
管壳式余热锅炉 烟道式余热锅炉 釜式 列管式 盘管式
10.2MPa 汽水混合 物
高温转化 气主线
副线
汽水混合物
加冷却水
高温水煤气
气化炉
烟 道 式 锅 炉
7 热管换热器
热管换热器工作原理示意图
热管是一种新型高效的传热元件， 具有其他换热器不能比拟的优点。 石油化工厂，常用作加热炉的空气 预热器。
传热强化技术
传热方程式
换热器详细介绍
顺流布置
∆t m = ∆t max − ∆t min ( 300 − 35) − (150 − 85) = 142.3 = ℃ ∆t max 300 − 35 ln ln ∆t min 150 − 85
蓄热式换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成两半， 蓄热式换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成两半，冷热流体轮 换热器 换通过它的一半通道，从而交替式地吸收和放出热量， 换通过它的一半通道，从而交替式地吸收和放出热量，即热流体流 过换热器时，蓄热材料吸收并储蓄热量，温度升高， 过换热器时，蓄热材料吸收并储蓄热量，温度升高，经过一段时间 后切换为冷流体，蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体， 后切换为冷流体，蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体， 如锅炉中间转式空气预热器，全热回收式空气调节器等。 如锅炉中间转式空气预热器，全热回收式空气调节器等。
Hot fluid
Hot fluid
Cold fluid
Cold fluid
T Th (Hot)
T
∆T1
Th Tc
∆T2
∆T1
Tc (cold) x
∆T2
x
顺流
逆流
21
复杂布置时换热器平均温差的计算
实际换热器一般都是处于顺流和逆流之间，或者有时是逆流， 有时又是顺流。由于逆流的平均温差最大，因此，人们想到对 纯逆流的对数平均温差进行修正以获得其他情况下的平均温差。
7
TB ,in (shell side)
TA,out
换热器(1)
第七节换热器换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式换热器基本上可分为三大类，即间壁式、混和式和蓄热式。
其中间壁式换热器应用最多，以下仅讨论此类换热器。
4-7-1 间壁式换热器的类型传统的间壁式换热器以夹套式和管式换热器为主，管式换热器结构不紧凑；单位换热容积所提供的传热面积小。
随着工业的发展，出现了一些高效紧凑的换热器，如板式和强化管式换热器。
一、管式换热器（一）蛇管换热器蛇管换热器分为两种，一种是沉浸式，另一种是喷淋式。
1．沉浸式蛇管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（如图4-35）并沉浸在容器内的液体中。
蛇管换热器的优点是结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造；其缺点是容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小。
为提高总传热系数，容器内可安装搅拌器。
2．喷淋式蛇管换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，如图4-36，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器。
喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜，管外对流传热系数较沉浸式增大很多。
另外，这种换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦可带走一部分热量，可起到降低冷却水温度、增大传热推动力的作用。
因此，和沉浸式相比，喷淋式换热器的传热效果大为改善。
（二）套管式换热器套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管，然后用180°的回弯管将多段套管串联而成，如图4-37所示。
每一段套管称为一程，程数可根据传热要求而增减。
每程的有效长度为4~6m，若管子太长，管中间会向下弯曲，使环形中的流体分布不均匀。
图4-35 蛇管的形状图4-36 喷淋式换热器1―弯管2―循环泵3―控制阀图4-37 套管式换热器套管换热器结构简单，能承受高压，应用方便（可根据需要增减管段数目）。
特别是由于套管换热器同时具备总传热系数大、传热推动力大及能够承受高压强的优点，在超高压生产过程（例如操作压力为300MPa的高压聚乙烯生产过程）中所用的换热器几乎全部是套管式。
换热器PPT课件
U型管式换热器的特点：
优点： U型管壳内自由伸缩，适于冷热 流体温差较大的情况；
U型换热管可拉出壳外，便于管外清 结构简单（无后管洗板；和浮头），耐 高温高压。
缺点：管内清洗困难，难于安装折流 板；换热管少（等壳径情况下）。
(4)蛇管换热器：
蛇管换热器的特点： 优点：结构简单，停水时保持一定的水面。 缺点：水流速慢，传热能力差。
(7)螺旋板式换热器：
螺旋板换热器工作原理示意图
(8)热管换热器
热管换热器工作原理示意图
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
换热设备
概述
1 .换热器：实现热量传递过程的装 置。
2 .换热器的作用： 加热原料、冷却产品、余热回收。
3 .三种传热方式： 热传导（导热）、热对流、热辐射
换热器的分类
按工作原理分三大类： 直接混合式、蓄热式、间壁式
一、直接混合式： 冷热流体直接接触进行换热。如：凉水塔
二、蓄热式换热器：
冷热流体交替通过填料 ，利用 填料的蓄热与放热，达到交换热量 的目的。
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
(5)空气冷却器：
翅片管结构示意图：
翅片的作用：增加传热面积及管外流 体的湍动程度。
换热器分类
换热器分类换热器种类繁多，若按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他型式换热器。
而管型换热器又可分为管壳式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器；板型换热器可分为板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器、螺旋板式换热器。
其他型式换热器是为了满足一种特殊要求而出现的换热器，如回转式换热器、热管换热器等。
管壳式换热器若按功能命名又可分为冷凝器、加热器、再沸器、蒸发器、过热器等。
以下介绍一些常用的几种换热器。
一、管壳式换热器它由许多管子组成管束，管束构成换热器的传热面。
此类换热器又称为列管式换热器。
换热器的管子固定在管板上，而管板又与外壳联接在一起。
为了增加流体在管外空间的流速，以改善换热器的传热情况，在筒体内间隔安装了许多折流板。
换热器的壳体和两侧管箱上开有流体的进出口，有时还在其上装设有检查孔，为安置仪表用的接口管、排液孔和排气孔等。
在换热器中，一种流体从一侧管箱(称为前管箱)流进管子里，经另一侧管箱(称为后管箱)流出(对奇数单管程换热器)，或绕过管箱，流回进口侧前管箱流出(对偶数单管程换热器)，这条路径称为管程。
另一种流体从筒体上的连接管进出换热器壳体，流经管束外，这条路径称为壳程。
图5-10所示即为二管程、单壳程，工程上称为1-2型换热器(1表示壳程数，2表示管程数)。
管壳式换热器是把管子与管板连接，再用壳体固定。
根据其不同的连接与固定方式又可分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式等。
1. 固定管板式换热器固定管板换热器的两端管板，采用焊接方法与壳体连接固定。
这种换热器结构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑。
由于两个管板被换热管互相支攫，与其他管壳式换热器相比，管板最薄，不仅造价低而且每根管子内侧都能进行清洗。
但壳侧清洗较难，不能进行机械清洗，所以宜用于不易结垢的流体。
当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生介质泄漏。
套管式换热器图片版
Page ▪ 4
各种不同的套管式换热器
▪ 水冷柜机专用套管换热器
双氟单水回路套 管换热器
Page ▪ 5
垂直套管式土壤换热器埋管方式
小型箱式地能热泵机组配备一/两台全 封闭涡旋压缩机、套管式换热器、名 牌元器件
家用热水器
融合使用
Page ▪ 14
壳管式和套管式 换热器双结合， 换热能力更优秀 ，能效比更高。
▪列管式与套管式换热器的融合使用
▪特点：1、改善了设备换热性
▪
2、曾抢了设备竞争力
▪
3、开辟了新的换热理论
▪
4、对板式换热技术的进一步发展有
▪
促进作用
▪
5、拓宽了换热设备的应用领域
▪
6、有利于理想型换热器的研究与探索
THE TUBULAR EXCHANGER MANUFACTURERS ASSOCIATION
Page ▪ 1
原理
Page ▪ 2
优缺点
Page ▪ 3
应用实例1
某化工有限公司系统改造及二期工程中,集中回收2 610 m间歇煤气炉煤气余 热的回收省煤器设计采用了套管式热管(现已投入运行7台)。套管式热管(无翅 片光管)与 常规重力式热管(无翅片光管)的设计对比如表1。
Page ▪ 15
套管式换热器的现状与发展
Page ▪ 16
Page ▪ 17
各种换热器间的对比
换热器 夹套式
性能
传热系数 一般
套管式
较大
蛇管式
沉浸式
较小
喷淋式
较大
板式 翅片管式 板翅 螺旋板 列管式 式式
换热器传热计算
dQ Tw t w b
dS m
3) 管壁与流动中的冷流体的对流传热
dQ i tw t dSi
间壁换热器总传热速率为：
dQ K T tdS0
dQ T t T 1R
KdS0
T TW 1
t1 TW tW
R1
b
t2 R2
tw t 1
t3 R3
0 dS0
dSm
i dSi
t2）
T2 t2
②
若max(Δt1
1
2
d1 d2
1 0.58103 0.0025 25 0.5103 25 1 25
2500
45 22.5
20 50 20
0.0004 0.00058 0.000062 0.000625 0.025
0.0267 m2 K /W K 37.5W / m2 K
(2)α1增大一倍，即α1 =5000W/m2·K时的传热系数K’
六、传热的平均温度差
恒温差传热：传热温度差不随位置而变的传热 传热
变温差传热：传热温度差随位置而改变的传热
并流 ：两流体平行而同向的流动
逆流 ： 两流体平行而反向的流动 流动形式
错流 ： 两流体垂直交叉的流动 折流 ：一流体只沿一个方向流动，而另一
流体反复折流
1.恒温传热时的平均温度差
换热器中间壁两侧的流体均存在相变时，两 流体温度可以分别保持不变，这种传热称为恒温 传热。
idi
1 K0
do
idi
Rsi
d o
di
bd o
dm
Rso
1
o
总传热系数计算式
管壁内表面 污垢热阻
管壁外表面 污垢热阻提高总传热系数途径的分析 Nhomakorabea1 K0
套管式换热器
1.结构原理套管式换热器以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。
两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为"一程"，程的内管(传热管)借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上(图中a)。
热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。
通常，热流体(A流体)由上部引入，而冷流体(B流体)则由下部引入。
套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。
内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。
每程传热管的有效长度取4~7米。
这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。
当内外管壁温差较大时，可在外管设置U形膨胀节(图中b)或内外管间采用填料函滑动密封(图中c)，以减小温差应力。
管子可用钢、铸铁、铜、钛、陶瓷、玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。
2.优点这种换热器具有若干突出的优点，所以至今仍被广泛用于石油化工等工业部门。
①结构简单，传热面积增减自如。
因为它由标准构件组合而成，安装时无需另外加工。
②传热效能高。
它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的传热系数，因此它的传热效果好。
液-液换热时，传热系数为870~1750W/(m·℃)。
这一点特别适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。
套管式换热器的缺点是占地面积大;单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的5倍;管接头多，易泄漏;流阻大。
③结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可以有较高的传热系数，是单位传热面的金属消耗量大，为增大传热面积、提高传热效果，可在内管外壁加设各种形式的翅片，并在内管中加设刮膜扰动装置，以适应高粘度流体的换热。
④可以根据安装位置任意改变形态，利于安装。
3.缺点①检修、清洗和拆卸都较麻烦，在可拆连接处容易造成泄漏。
②生产中，有较多材料选择受限，由于套管式换热器大多是内管中不允许有焊接，因为焊接会造成受热膨胀开裂，而套管式换热器大多数为了节省空间选择，弯制，盘制成蛇管形态，故有较多特殊的耐腐蚀材料无法正常生产。
压力容器(塔、换热器)
具有补偿圈的固定管板式换热器 1一挡板 2-补偿圈 3-放气嘴
2、浮头式换热器 、 特点：有一端管板不与外壳连为一体， 特点：有一端管板不与外壳连为一体，可以沿轴 向自由浮动。 向自由浮动。 这种结构不但完全消除了热应力的影响， 这种结构不但完全消除了热应力的影响，且由于 固定端的管板以法兰与壳体连接， 固定端的管板以法兰与壳体连接，整个管束可以从壳 体中抽出，因此便于清洗和检修。 体中抽出，因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应 用较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。 用较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。
设备基础知识
换热器 塔设备
换热器的类型
套管式 列管式 间壁式 板 式 传热原理 混合式 蓄热式 翅片式 U型管式 固定管板式 浮 头 式
一、套管式换热器
套管式换热器是由大小不同的直管制成 的同心套管，并由U型弯头连接而成。 的同心套管，并由U型弯头连接而成。每一段 套管称为一程。 套管称为一程。 优点：构造较简单，能耐高压， 优点：构造较简单，能耐高压，传热面 积可根据需要增减，应用方便。 积可根据需要增减，应用方便。 缺点：管间接头多，易泄露， 缺点：管间接头多，易泄露，占地较大 单位传热面消耗的金属量大。 ，单位传热面消耗的金属量大。因此它较适 用于流量不大， 用于流量不大，所需传热面积不多而要求压 强较高的场合。 强较高的场合。
(4)饱和蒸汽宜走壳程，因为饱和蒸汽比较清净， 饱和蒸汽宜走壳程，因为饱和蒸汽比较清净， 饱和蒸汽宜走壳程 对流传热系数与流速无关且冷凝液易排出； 对流传热系数与流速无关且冷凝液易排出； (5)被冷却的液体宜走壳程，便于散热； 被冷却的液体宜走壳程， 被冷却的液体宜走壳程 便于散热； (6)若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器， 若两流体温差较大， 若两流体温差较大 对于刚性结构的换热器， 宜将对流传热系数大的流体通入壳程， 宜将对流传热系数大的流体通入壳程，可减少 热应力； 热应力； (7)流量小而粘度大的液体一般宜走壳程，因在 流量小而粘度大的液体一般宜走壳程， 流量小而粘度大的液体一般宜走壳程 壳程Re〉 即可达到湍流， 壳程 〉100即可达到湍流，但这不是绝对， 即可达到湍流 但这不是绝对， 如流动阻力损失允许， 如流动阻力损失允许，将这种流体通入管内并 采用多管程结构， 采用多管程结构，反而能得到更多的对流传热 系数。 系数。
各种换热器工作原理
1.套管式换热器1^1每一段套管称为〃一程"，程的内管（传热管）借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上。
热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。
通常，热流体（A流体）由上部引入，而冷流体（B流体）则由下部引入。
套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。
内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。
每程传热管的有效长度取4~7米。
这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。
优点：结构简单，能耐高压。
传热面积可根据需要增减，应用方便。
缺点：管间接头多，易泄露。
占地面积较大，单位传热面消耗金属量大。
2、浮头式换热器浮头式换热器浮头端结构由圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成。
钩圈式浮头的详细结构见下图所示。
盖娜去兰外头盖法兰B型钩圈浮头盖法兰优点：当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力。
管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。
缺点：结构较复杂，用材量大，造价高。
浮头盖与浮动管板之间若密封不严，发生内漏，造成两种介质的混合。
3、沉浸蛇管换热这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容器内的液体中。
优点：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，管外换热系数小为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。
板式换热器是液一液、液一汽进行热交换的理想设备。
它是由具有一定波纹形状的一系列金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
板式换热器的结构原理：可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。
5、具有补偿圈的换热器由挡板、补偿圈和放热嘴构成的换热器。
当流体为高温换热时，由于壳体与管束因温度相差太大，引起不同的热膨胀率，补偿圈就是为了消除这种热应力。
换热器基础知识
111 若提K 高K值：hi ho
若 hih o则 K ho
•两侧h相差很大时，提高对流传热系数较小以侧的h
•两可侧见h相，差总不热大阻时是，由同热时阻提大高(局两部侧对的流h 传热系数小)的那一侧的对流传热所控制
1.恒温传热 指换热的两种流体沿传热面方向温度不发生变化，其特点是在任一处两流体温度恒定，因而在整 个壁面上温度差亦为常数，即：Δt=T-t＝C 如水溶液的蒸发过程及精馏中的再沸器属于此。
实验测定：对现有的换热器，通过实验测定有关的数据，如流体的流量和温度等，再用传热速率 方程计算K值。实验测定可获得较为可靠的K值。实测K值的意义不仅可提供设计换热器的依据，且可 了解传热设备的性能，从而寻求提高设备生产能量的途径。
K值的计算：通过前述公式计算。但计算得到的K值往往与实际值相差很大，主要是由于h关联式 有一定误差及污垢热阻不易估计准确等原因导致。总之，在采用计算得到的K值时应慎重，最好与前 述两种方法对照，以确定合适的K值。
3.间壁式换热器(表面式换热器、间接式换热器)
冷、热流体被固体壁面隔开，互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。形式多样，应用广 泛。本章介绍此类换热器。
适于冷、热流体不允许混和的场合。 如各种管壳式、板式结构的换热器。 1.1.1.2 按用途分 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，以提高整套工艺装置的效率。 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，使其蒸发汽化。 5.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。 6.冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。 7.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。
自制简易换热器换热面积的计算——化工原理
简易换热器换热面积的计算问题的提出：工艺流程图逆流套管式换热器冷凝器为柱形，总体积为５升，总长４００ｍｍ，内置直径为１４ｍｍ的细直管。
物料为二甲苯携水蒸汽进管层（１４０－２１０摄氏度），冷却循环水（２５摄氏度）进壳层，最终收得２．７公斤的水，采用１．２公斤的二甲苯参与反应，大概持续时间为９个小时。
设备材质为３０４，无污垢层。
套管冷凝器：内管直径为14mm(最好有壁厚，没有也影响不大)外管直径125mm管长 400mm套管环隙走循环水，水温: 25度管内走二甲苯和水混合蒸汽：140-230度；蒸汽量为：2.7Kg水+1.2公斤二甲苯（6~9个小时）首先我想知道目前这个冷凝器设计的换热面积够不够？新冷凝器如何设计才合适？已知条件：1、二甲苯蒸气流量：1.2Kg/(6*3600)s ；潜热为 360[kj/kg]；水蒸气流量为:2.7 Kg/(6*3600)s;（甲苯水蒸气流经时间为6h ）2、进口温度230℃，出口蒸汽为100℃（假设水蒸汽已经完全冷却为液态水）；3、冷却水进口温度为25℃，水的比热为4.18[KJ/kg ℃]；4、二甲苯水蒸汽冷凝给热系数为10000[w/ m 2℃]；5、冷却水壳层流速为1m/s ，对流传热系数为1000[w/m 2℃]；6、查表得1atm,230℃水蒸气焓值为，2934.05KJ/Kg ，100℃水蒸气焓值为2646KJ/Kg ，100℃水的汽化潜热为2257.6KJ/Kg ；解：求传热面积A剖析冷凝过程：在230℃-140℃，二甲苯为气相，冷凝传热系数50[w/ m 2℃]，此过程传热为两个状态下蒸汽的焓值之差。
潜热为360[kj/kg]，,Q Cm t C ∆1＝其中为二甲苯比热容。
同样水蒸气过程：在230℃-100℃，水为气相，冷凝传热系数100[w/ m 2℃]，此过程传热为两个状态下蒸汽的焓值之差。
潜热为2257.6KJ/Kg 100℃气体-100℃液体此过程传热为汽化潜热，潜热为2257.6KJ/Kg 。
换热器专业术语
换热器专业术语换热器heat exchanger热交换器heat exchanger紧凑式换热器compact heat exchanger管式换热器tubular heat exchanger套管式换热器double-pipe heat exchanger 间壁式换热器surface type heat exchanger 表面式换热器surface type heat exchanger 板管式换热器tube-on-sheet heat exchanger 板翅式换热器plate-fin heat exchanger板式换热器plate heat exchanger螺旋板式换热器spiral plate heat exchanger 平板式换热器flat plate heat exchanger顺流式换热器parallel flow heat exchanger 逆流式换热器counter flow heat exchanger *流式换热器cross-flow heat echanger折流式换热器turn back flow heat exchanger 直接接触式换热器direct heat exchanger旋转式换热器rotary heat exchanger刮削式换热器scraped heat exchanger热管式换热器heat pipe exchanger蓄热器recuperator壳管式换热器shell and tube heat exchanger 管板tube plate可拆端盖removable head管束bundle of tube管束尺寸size of tube bundle顺排管束in-line hank of tubes错排管束staggered hank of tubes盘管coil蛇形管serpentine coilU形管U-tube光管bare tube肋片管finned tube翅片管finned tube肋管finned tube肋管束finned tube bundle肋片fin套片plate fin螺旋肋spiral fin整体肋integral fin纵向肋longitudinal fin钢丝肋wire fin内肋inner fin肋片管尺寸size of fin tube肋片厚度fin thickness肋距spacing of fin肋片数pitch of fin肋片长度finned length肋片高度finned height肋效率fin efficiency换热面积heat exchange surface传热面积heat exchange surface冷却面积cooling surface加热表面heat exchange surface基表面primary surface扩展表面extended surface肋化表面finned surface迎风表面face area流通表面flow area净截面积net area;effective sectional area迎风面流速face velocity净截面流速air velocity at net area迎风面质量流速face velocity of mass净截面质量流速mass velocity at net area冷（热）媒有效流通面积effective area for cooling or heating medium 冷（热）媒流速velocity of cooling or heating medium干工况dry condition；sensible cooling condition湿工况wet condition；dehumidifying condition接触系数contact factor旁通系数bypass factor换热效率系数coefficient of heat transmission effectiveness盘管风阻力air pressure drop of coil；air resistance of coil盘管水阻力pressure drop of cooling or heating medium表面冷却surface cooling蒸发冷却evaporating cooling冷却元件cooling element。
套管式换热器原理
套管式换热器原理套管式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
它的原理是利用不同物质之间的热传导和传热原理，实现热能的转移和利用。
在套管式换热器中，热源和冷源通过不同的管道流动，通过套管的热传导实现热能的传递。
套管式换热器由壳体和管束两部分组成。
壳体是一个封闭的容器，通常由金属材料制成，具有足够的强度和耐高温的性能。
管束则是由许多细长的管子组成，通常由金属材料制成，呈现出复杂的结构。
在换热过程中，热源和冷源分别通过壳体的两个端口进入，分别流经管束内的管子。
热源通常是高温的流体或气体，而冷源则是低温的流体或气体。
当热源和冷源流经管子时，它们之间会发生热传导，热能从高温一侧传递到低温一侧。
套管式换热器的设计和结构使热源和冷源能够充分接触，以实现更高效的热能转移。
一方面，管束的结构可以增加热源和冷源之间的接触面积，提高热传导效率。
另一方面，壳体内的流体流动也可以增加热源和冷源之间的对流传热，进一步提高换热效果。
套管式换热器的性能主要取决于其热传导特性和流体流动特性。
热传导特性由管束材料的导热性能和管子的形状、尺寸等因素决定。
流体流动特性由壳体内的流体分布和流速等因素决定。
为了提高换热效果，可以通过优化管束的结构、增加壳体内的流动辅助设备等方法来改善换热器性能。
套管式换热器具有许多优点。
首先，它具有较大的换热面积，可以在相对较小的体积内实现较大的热能转移。
其次，由于壳体和管束分离的结构，可以实现不同介质之间的换热，避免了介质混合的问题。
此外，套管式换热器还具有结构紧凑、维护方便等特点。
套管式换热器在许多领域都有广泛的应用。
在石化、化工、电力等工业生产中，套管式换热器常用于加热、冷却、再热等工艺中，实现热能的回收和利用。
在能源领域，套管式换热器也被广泛应用于核电站、燃气轮机等设备中，提高能源利用效率。
套管式换热器是一种重要的换热设备，通过热传导和传热原理实现热能的转移和利用。
它具有结构紧凑、换热效率高等优点，在工业生产和能源领域扮演着重要的角色。
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A
1
原理
A
2
优缺点
A
3
应用实例1
某化工有限公司系统改造及二期工程中,集中回收2 610 m间歇煤气炉煤气余 热的回收省煤器设计采用了套管式热管(现已投入运行7台)。套管式热管(无翅片光管)与 常规重力式热管(无翅片光管)的设计对比如表1。
A
14
▪ 列管式与套管式换热器的融合使用
▪ 特点：1、改善了设备换热性
▪
2、曾抢了设备竞争力
▪
3、开辟了新的换热理论
▪
4、对板式换热技术的进一步发展有
▪
促进作用
▪
5、拓宽了换热设备的应用领域
▪
6、有利于理想型换热器的研究与探索
A
15
套管式换热器的现状与发展
A
16
A
17
各种换热器间的对比
换热器 夹套式
从表1可以看出,二者相比差别明显,套管式热管换热器比常规重力式热管换热器 在传热效率、节省材料等方面都有很大优势。
A
4
各种不同的套管式换热器
▪ 水冷柜机专用套管换热器
双氟单水回路套
管换热器
A
5
垂直套管式土壤换热器埋管方式
小型箱式地能热泵机组配备一/两台全
封闭涡旋压缩机、套管式换热器、名
牌元器件
A
紧凑、 紧凑 复杂
简单坚固
难清 洗
紧凑
不易清洗 不易清洗
紧凑
简单坚固
A
18
国内主要生产厂家
▪ 上海日泰医药设备工程有限公司
The End！
A
19
6
GDRL-n型封闭 叠加式热风冲 天炉具有“三 个高效换热 器”、“叠加 式供风”、 “自动加料
A
7
本套管式杀菌机主要由四层套管式或（多A 管）换热. 器、无级变速输送泵、保持8 器
气体从塔顶部进入,在环隙中 沿塔壁而下,经换热器壳程后 到分气盒,分散到各双套管
A
9
采用美国最先进的双螺旋高效套管换热器
性能
传热系数 一般
套管式
较大
蛇管式
沉浸式
较小
喷淋式
较大
板式 翅片管式 板翅 螺旋板 列管式 式式
较高 较高
较高 较高
较高
耐压性 ≦0.5Mpa 好
好
好 较差 一般
很好 较差
一般
结构 清洗 结构
简单 难清洗 简单
简单
简单
简单
不易清洗 简单
内：易清洗 外：难清洗
简单
易清洗 简单
紧凑
易清 洗 紧凑
紧凑 不易清洗 紧凑
采用高效套管换热器，高效稳定。
A
10
按传热面的结构形式，间壁式
换热器又分为管式换热器
套管式蓄热单元的换热面形
A
11
通过对空气-水蒸气简单套管换
热器的实验
A
12
套管式换热器不易结垢，并减小 电耗，从而降低运行成本
家用热水器
A
13
融合使用
壳管式和套管式 换热器双结合， 换热能力更优秀， 能效比更高。