热交换器
热交换器工作原理
热交换器工作原理热交换器是一种常用的热传递设备，广泛应用于化工、电力、制药等领域。
它通过将两种流体进行热交换，实现能量的传递和利用。
热交换器工作原理的理解对于热交换器的设计、运行和维护具有重要意义。
首先，我们来看热交换器的基本结构。
热交换器通常由壳体、管束、管板、传热管等部分组成。
其中，壳体是一个密封的容器，内部装有传热管束，流体在传热管内外侧流动，实现热量的传递。
管板用于支撑和固定传热管束，同时也起到了导流作用。
传热管是热交换的主要部件，其结构和布置方式会影响热交换器的传热效果。
热交换器的工作原理可以简单概括为热量的传递和流体的流动。
当两种流体在热交换器内部流动时，它们在传热管内外侧进行热交换，从而实现能量的传递。
其中，热量的传递主要通过对流和传导两种方式进行。
在热交换器内部，热量会从温度较高的流体传递给温度较低的流体，直到两种流体达到热平衡状态。
为了实现高效的热交换，热交换器的设计和运行需要考虑多种因素。
首先是流体的流动方式和速度，合理的流体流动可以提高热交换效率。
其次是传热管束的布置和结构，不同的传热管束布置方式会对热交换效果产生影响。
此外，流体的物性参数、传热管材质和传热管的清洁程度等因素也会对热交换器的工作产生影响。
在实际的工程应用中，热交换器通常会遇到一些常见问题，如传热效果下降、管束堵塞、泄漏等。
针对这些问题，我们需要进行定期的检查和维护，保证热交换器的正常运行。
此外，合理的操作和维护也能够延长热交换器的使用寿命，减少能源消耗和维修成本。
总的来说，热交换器是一种重要的热传递设备，其工作原理涉及流体力学、传热学等多个领域。
通过对热交换器工作原理的深入理解，我们能够更好地设计和运行热交换器，提高热交换效率，降低能源消耗，实现经济和环保的双重目标。
热交换器
1.热交换器：在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给其他流体的设备。
在这种设备内，至少有两种温度不同的流体参与传热。
一种流体温度较高，放出热量;另一种流体温度较低，吸收热量。
2.热交换器按热流体与冷流体的流动方向分：顺流式、逆流式、错流式、混流式3.热交换器按照传送热量的方法分为：间壁式、混合式、蓄热式。
间壁式是最常见的热交换器。
4.热交换器热计算的类型：设计性热计算、校核性热计算5.热容量：W=Mc，代表流体的温度每改变1摄氏度时所需的热量。
6.温度效率P：冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率。
7.修正系数ψ值总是小于或等于1的。
最好使大于0.9，若小于0.75认为不合理8.传热有效度ε：实际传热量Q与最大可能传热量Qmax之比。
ε=Q/Qmax9.在同样的传热单元数时，逆流热交换器的传热有效度总是大于顺流的，且随传热单元数的增加而增加，在顺流热交换器中则与此相反，其传热有效度一般随传热单元数的增加而趋于定值10.工业上的热交换器，流体流动方向多为逆流。
当流体温度高，有化学变化时用顺流11.管壳式热交换器的类型：固定管板式、U型管式、浮头式、填料函式。
12.管子在管板上的固定方法：胀管式、焊接式13.管子排列方式有：等边三角形排列法、同心圆排列法、正方形排列法14.隔板或折流板的作用：为了提高流体的流速和湍流程度，强化壳程流体的传热15.挡管和旁路挡板的作用及安装原因：若在参与换热的流体中，有一部分流体从主流体旁路流出去，例如在浮头式热交换器，由于安装浮头法兰的需要，圆筒内有一圈较大的没有排列管子的间隙，因而促使部分流体由此间隙短路而过，则主流速度及其换热系数都将下降。
而旁路流体未经换热就到达出口处，与主流混合必使流体出口温度达不到预期的数值。
挡管和旁路挡板就是为了防止流体短路而设立的构件。
16.管程数易取偶数，以使流体的进、出口连接管做在同一封头管箱上，便于制造。
17.确定传热系数的三种方法：选用经验数据、实验测定、通过计算18.廷克壳侧流体流动模型，将壳侧流体分为错流、漏流及旁流等几种流路。
热交换器重点知识总结
1.什么叫热交换器？在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。
2.热交换器设计应该满足哪些基本要求？合理实现工艺要求。
热交换强度高，热损失小，在有利的平均温差下工作结构安全可靠。
有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构便于制造、安装、操作和维修。
经济上合理。
保证较低的流动阻力，以减少热交换器的动力消耗设备紧凑。
⒊如何能做好热交换器设计？与传热学的发展相互促进，不可分割多学科交叉：传热学、流体力学、工程力学、材料科学涉及设计方法、设备结构、测试技术、计算和优化技术等对设计者来说，扎实的理论知识+经验4.热交换器的类型有哪些？分类方法：按用途：预热器（加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器。
按制造材料：金属、陶瓷、塑料、石墨、玻璃等。
按温度状况：温度工况稳定、温度工况不稳定。
按冷热流体的流动方向：顺流式（并流式）、逆流式、错流式（叉流式）、混流式。
按传送热量的方法：间壁式、混合式、蓄热式5.热交换器的选型应考虑哪些因素？基本标准：流体类型、操作压力和温度、热负荷和费用等。
对于一定热负荷热交换器的选型考虑因素：热交换器材质；操作压力与温度、温度变化情况、温度推动力；流量；流动方式；性能参数—热效率和压降；结构性；流体种类和相态；维护、检测、清洗、拓展、维修的可能性；总的经济性；加工制造技术；其它的用途6.热交换器的设计计算包括哪些内容？热计算，结构计算，流动阻力计算，强度计算。
7.名词解释间壁式热交换器：两流体分别在一个固体壁面两侧流动，不直接接触，热量通过壁面进行传递。
混合式：或称直接接触式。
两种流体直接接触传热蓄热式：或称回热式。
两种流体分别分时轮流和壁面接触，热量借助蓄热壁面传递沉浸式热交换器结构：这种热交换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,因此管外流体的表面传热系数较小。
锅炉热交换器原理
锅炉热交换器原理
锅炉热交换器是一种用于转移热能的装置，它的工作原理如下：
1. 冷烟气进入热交换器：当锅炉中的燃料燃烧后产生烟气，这些烟气包含了大量的热能。
这些烟气首先进入热交换器的烟道。
2. 烟道内的烟气被冷水包围：烟道内围绕着一个冷水管道，冷水从管道中流过。
烟气与冷水经过的位置非常接近，从而实现了热能的转移。
3. 烟气传热给冷水：烟气中的热能会通过接触与冷水发生传递。
在烟道内，烟气中的热量会逐渐传递给冷水，从而使得冷水的温度升高。
4. 烟气排出：经过烟气与冷水的传热过程后，烟气的温度降低了。
此时，烟气将从烟道的另一端排出。
5. 热水输出：冷水在与烟气传热的过程中温度升高，转变为热水。
这些热水将从热交换器中流出，用于供暖或其他热能使用。
通过冷烟气与冷水之间的传热，热交换器能够将燃烧产生的热能有效地转移到冷水上，实现能量的利用。
这样既提高了燃烧效率，又使得冷水得到充分加热，提供了给建筑物供暖或其他热能需求的热水。
热交换器工作原理
热交换器工作原理
热交换器是一种利用流体间的热量传递来实现能量转移的设备。
它主要由两个相互交叉的流体通道组成，其中一个通道供热流体流过，而另一个通道供冷流体流过。
这两个流体通过热交换表面进行热量传递，实现能量的有效转移。
热交换器的工作原理基于热传导和流体混合的原理。
当供热流体进入热交换器时，它会在热交换表面散发热能，使得表面温度升高。
与此同时，供冷流体从另一个通道流过，并在热交换表面吸收热能，使得表面温度降低。
通过热传导，热能从高温区域传递到低温区域，使得供热流体的温度降低，而供冷流体的温度升高。
这样，热交换器实现了两个流体之间的热量转移。
在热交换过程中，为了提高热交换效率，通常会采用一些增强传热效果的措施。
例如，在热交换表面上安装翅片或增加表面积，可以增加热能的传导面积，从而提高传热效率。
此外，还可以通过调节流体的速度和流量，来控制热交换过程中的传热效果。
总的来说，热交换器通过两个流体之间的热量传递，实现了能量的转移和利用。
它被广泛应用于工业生产、建筑暖通和空调等领域，提高了能源利用效率，减少了能源浪费。
热交换器的相关知识--.
广东志高空调股份有限公司两器厂
术 语 *
1.6 热交换器有效长度（胀管高度，简称胀高）(fin length) 管片式热交换器两端板间的传热管的平均长度称为 定 义 热交换器的有效长度，又称胀管高度，单位mm。 1.7 外表面换热面积 热交换器空气侧的总换热面积，单位m2。其计算方法 按附录A（补充件）的规定。 1.8 胀管过盈量 管片式热交换器在胀管后的传热管的外径与翅片翻 边孔内径之差称为胀管过盈量，单位mm。 1.9 片距(spacing of fins) 在管片热交换器式的传热管上两相邻翅片间的距离， 单位mm。 1.10 片数(pitch of fins) (FPI:fins per inch) 在管片热交换器式的传热管上单位长度的翅片数量。
p 12
广东志高空调股份有限公司两器厂
2.7 胀管： 将穿好片的产品进行机械胀管（通过机械压力使胀珠 （头）进入铜管，是铜管膨胀（胀大），使铜管和翅片、 铜管和端板紧密接触。关键工序，此工序非常重要，是影 响产品的性能。目前我们有水胀、手胀。为了提高传热效 果，必须避免翅片与管面之间的接触热阻，使翅片与管面 间保证良好接触。 2.8 胀管检验： 此工序主要是检验胀管后的产品能否满足质量要求： 如有效长度是否符合、产品是否有变形、端板是否装错等。 目前我们机械胀管的高度最高为 2600mm，8 排40 孔，主要 是用来做大型的商用空调换热器的。
19．包 装
入库
p9
广东志高空调股份有限公司两器厂
2.1 铜管、铝箔检验（另外有铝管和铜箔）： 此工序是原材料检验，按照原材料检验规程来检验。我们 目前有φ9.52、φ7.94、φ7的铜管（光管或螺纹管），铝箔 有光箔（水在光箔上形成珠状）和亲水箔（水在亲水箔上形 成膜状），因此一般冷凝器用光箔，蒸发器用亲水箔。 2.2 切管和冲床上料： 切管又称为开管，将一盘盘的铜管根据工艺的要求，切 成一定的尺寸的直管，如果铜管本身的供货状态是直管（如
热交换器十大品牌简介
$number {01}热交换器十大品牌简介日期:汇报人：目录•品牌介绍•产品特点•品牌文化与理念•市场竞争力分析•未来发展与趋势•结论与建议01品牌介绍123品牌背景总部地点总部位于XXXXX，拥有现代化的生产车间和研发中心。
成立时间成立于XXXX年，具有多年的热交换器生产经验。
注册资本拥有数千万的注册资本，实力雄厚。
品牌发展历程02030104公司通过ISO 9001质量管理体系认证。
公司产品开始出口到欧洲、北美等国家和地区。
公司开始从事热交换器的研发和生产。
公司获得多项国家发明专利和实用新型专利。
XXXX年XXXX年XXXX年XXXX年0302公司产品多次获得国内外知名评选机构的奖项。
01品牌荣誉与成就公司与多家国内外知名企业建立了长期战略合作伙伴关系。
公司在行业内拥有较高的知名度和美誉度。
02产品特点包括管式热交换器、板式热交换器、壳式热交换器等。
热交换器种类各种不同的尺寸和容量，以满足不同应用和系统的需求。
产品规格产品种类与规格常用的材质包括不锈钢、碳钢、铜、铝等。
涉及制造过程中的各种工艺，如焊接、密封、防腐等。
产品材质与工艺工艺材质产品性能与优势高效、稳定、可靠、耐用等。
优势如占地面积小、易于维护、低能耗等。
03品牌文化与理念0102品牌愿景与使命成为全球热交换器领域的领导者，树立行业标杆，为客户、员工、股东和社会创造更多价值。
致力于为客户提供高效、可靠、环保的热交换器产品和服务，创造更美好的未来。
诚信为本创新驱动客户至上品牌价值观始终以客户的需求为导向，不断提升产品和服务的质量和效率。
始终坚持诚信经营，赢得客户和合作伙伴的信任和支持。
不断探索新的技术和业务模式，保持领先地位，引领行业发展。
品牌精神与口号品牌精神追求卓越，不断创新，为客户创造更多价值。
品牌口号高效、可靠、环保，为客户创造更美好的未来。
04市场竞争力分析市场份额与销售业绩市场份额在热交换器市场，每个品牌都有其特定的市场份额。
换热设备(换热器、热交换器)
换热设备（换热器、热交换 器）
作用：用来实现热量的传递， 使热量由高温流体传递给低 温流体。
换热设备（换热器、热交换器）
地位：在炼油厂，用于换热设 备 的 费 用 约 占 总 费 用 的 35 ％ ~40 ％，在化工厂约占总费用 的10％~20％。
应用
蓄热式换热器（或回热式换热器）
这种蓄热式换热器主要用于废气 温度很高而需要预热空气的场合， 石油化工厂也有用其作为裂解炉的。 由此难免存在着一小部分流体相互 掺和的现象，必须注意可能造成流 体的“污染”问题，由此而可能带 来的安全问题必须有相应的技术措 施。图 8—2为蓄热式换热器示意图。
蓄热式换热器图
应用
? 在完成热量传递的同 时．换热设备还可以在生产 工艺流程中起到不同的作用。
? 例如控制介质的温度 (加 热器、冷却器、余热锅炉等 )；
应用
? 控制介质的压力 (冷凝器、 再沸器、蒸发器等)；
? 控制介质汽化的流量 (蒸 发器、再沸器等 )；控制介质 冷凝的流量 (冷凝器、冷凝冷 却器等)。
? 优点：管外流体的传热系数大，且便于 检修和清洗。
? 缺点：体积庞大，冷却水用量较大，有 时喷淋效果不够理想。
发展趋势
?（2）种类繁多：随着石油 化学工业的迅速发展，换 热设各种类繁多，而且新 型结构也不断出现。
发展趋势
?（3）随着石油、化工装置 的大型化，换热设备正朝 着强化传热、高效紧凑、 降低热阻以及防止流体诱 导振动等方向发展。
换热器主要介绍内容
? 主要介绍目前广泛应 用且量多面广的钢制管壳 式换热器，而对其它型式 的换热器只作一定篇幅的 介绍。
2.换热设备的分类及特点
常见换热器简介
➢ 适用于壳方流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场 合。
Confidential Information
浮头式换热器
➢ 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：操作温度和压力不宜太高，目前最高操作压力为2MPa，温度在400℃ 以下；因整个换热器为卷制而成，一旦发现泄漏，维修很困难。
Confidential Information
螺旋板式换热器
Confidential Information
板翅式换热器
➢ 板翅式换热器，通常由隔板、 翅片、封条、导流片组成。在 相邻两隔板间放置翅片、导流 片以及封条组成一夹层，称为 通道。
率，一般约为管壳式换热器的3～5倍；拆装方便，有利于维修和清洗。
➢ 缺点：处理量小；操作压力和温度受密封垫片材料性能限制而不宜过高。
➢ 适用于经常需要清洗、工作环境要求十分紧凑，工作压力在2.5 MPa以下，温度在 -
35℃~200℃场合。
Confidential Information
焊接式板式换热器
常见换热器简介
Confidential Information
1
一、概述
1、换热器的定义 以在两种流体之间用来传递热量为基本目的的装置统称换热设备，又称换
热器（热交换器）。 2、功能
主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利 用率、回收利用余热、废热和低位热能。 3、应用
热交换器工作原理热交换器工作
热交换器工作原理热交换器工作原理一、热交换器的概念和分类热交换器是一种用于传递热量的设备，它通过将两种不同介质之间的热量传递来实现加热或冷却的目的。
根据其结构和工作原理，热交换器可以分为管壳式、板式、螺旋式、卷管式等多种类型。
二、管壳式热交换器的工作原理管壳式热交换器是最常见的一种类型，它由一个外壳和一个内置在外壳内部的管束组成。
被加热或冷却介质通过管束中流过，而另一种介质则在外部流过。
这两种介质之间通过管子进行传导，从而实现了传递热量的目的。
三、板式热交换器的工作原理板式热交换器是由许多平行排列并夹在两个端板之间的金属板组成。
被加热或冷却介质分别在相邻板之间流过，而另一种介质则在相邻板之间流过。
这些金属板上有许多小孔，使得两种介质可以互相接触并进行传导。
四、螺旋式热交换器的工作原理螺旋式热交换器是由两个同心的螺旋形金属管组成。
被加热或冷却介质在内管中流过，而另一种介质则在外管中流过。
这两种介质之间通过金属管壁进行传导，从而实现了传递热量的目的。
五、卷管式热交换器的工作原理卷管式热交换器是由一个或多个螺旋形金属管组成的。
被加热或冷却介质在内部流过，而另一种介质则在外部流过。
这两种介质之间通过金属管壁进行传导，从而实现了传递热量的目的。
六、热交换器的应用范围由于其高效节能、安全可靠等特点，热交换器广泛应用于化学工程、冶金工业、造纸工业、环保工程等领域。
同时，在船舶、汽车等领域也有着重要应用。
七、总结总体来说，无论是哪一种类型的热交换器，其基本原理都是通过将两种不同介质之间的热量传递来实现加热或冷却的目的。
在实际应用中，我们需要根据不同的工作条件和要求选择合适的热交换器类型，从而达到最佳的效果。
核电站中的热交换器工作原理解析
核电站中的热交换器工作原理解析热交换器是核电站中的重要设备，用于实现热量的传递与转移。
本文将对核电站中的热交换器的工作原理进行详细解析。
一、热交换器的定义与分类热交换器是一种用于传递热能的设备，能够实现两种介质之间的热量转移。
根据工作原理和构造形式的不同，热交换器可以分为多种类型，如壳管式、板式、管式等。
二、壳管式热交换器的工作原理壳管式热交换器是核电站中常用的热交换器类型之一。
其主要结构包括壳体、管束、管板等组成。
当热交换器运行时，热载体进入壳体内，经过管束内的管道，与管道内的冷却介质进行热量交换。
热载体从一侧进入，流动经过管道，并在管道内释放热量，同时冷却介质从另一侧进入，流过管道，并吸收热量。
通过壳体外的管板对热量的传递和转移进行调节和控制，实现两种介质之间的热量交换。
三、板式热交换器的工作原理板式热交换器是另一种常见的热交换器类型，其主要由一系列平行排列的金属板组成。
每个板上都有一系列的波动或堆叠形式，以增加板之间的接触面积。
板式热交换器中的热载体和冷却介质分别从不同的通道进入，流动经过板子之间的通道。
由于板子间的波动或堆叠形式，热载体和冷却介质之间的接触面积增加，从而提高了热量的传递效率。
热载体和冷却介质通过板式热交换器内部的通道进行交换，并完成热量转移。
四、管式热交换器的工作原理管式热交换器是一种采用管束形式进行热量传递的热交换器类型。
其主要由一组相互交织的管束组成。
管式热交换器中，热载体和冷却介质分别通过不同的管道进入，流经管束内的管道，并在管道内进行热量交换。
热载体在管道内流动并释放热量，而冷却介质则通过管道，吸收热量。
通过管束的设计和调整，可以实现热量的传递和转移。
五、热交换器的应用与未来发展热交换器广泛应用于核电站等能源领域，用于处理、传递和转移大量的热能。
热交换器的工作原理和性能对核电站的运行稳定性和效率起着重要作用。
未来，随着能源技术的发展和能源需求的增加，热交换器在核电站中的应用将进一步扩大。
换热器介绍
换热器介绍换热器一，定义: 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。
二，换热器的分类适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：(一)_换热器按传热原理分类1、表面式换热器：表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。
表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。
2、蓄热式换热器：蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。
蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
3、流体连接间接式换热器：流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
4、直接接触式换热器：直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。
（二）换热器按用途分类1、加热器：加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。
2、预热器：预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。
3、过热器：过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。
4、蒸发器：蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。
（三）按换热器的结构分类可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
三，换热器类型换热器是化工，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.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
热交换器原理与设计
绪论1.在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备，称为热交换器。
2.热交换器的分类：1）按照材料来分：金属的，陶瓷的，塑料的，是摸的，玻璃的等等2）按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。
3）按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式，逆流式，错流式，混流式4）按照传送热量的方法来分：间壁式，混合式，蓄热式间壁式I：热流体和冷流体间有一固体表面，一种流体恒在壁的一侧流动，而另一种流体恒在壁的他侧流动，两种流体不直接接触，热量通过壁面而进行传递。
混合式!：这种热交换器内依靠热流体与冷流体的直接接触而进行传热。
蓄热式I：其中也有固体壁面，但两种流体并非同时而是轮流的和壁面接触，当热流体流过时，把热量储蓄于壁内，壁的温度逐渐升高；而当冷流体流过时，壁面放出热量，壁的温度逐渐降低，如此反复进行，以达到热交换的目的。
第一章, ,1.Mc称为热容量，它的数字代表流体的温度没改变1°C是所需的热量，用W表示。
两种流体在热交换器内的温度变化与他们的热容量成反比；即热容量越大，流体温度变化越小。
2.W一对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。
3.1平均温差指整个热交换器各处温差的平均值。
4.顺流和逆流情况下平均温差的区别：在顺流时，不论W］、W2值的大小如何，总有p >0, 因而在热流体从进口到出口的方向上，两流体间的温差At总是不断降低；而对于逆流，沿着热流体进口到出口方向上，当W1<W2时，p >0，At不断降低，当W1>W2时，p V 0，At不断升高。
5.P—冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率，称为温度效率。
（定义式P12）物理意义：流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升比，所以只能小于1。
6.R—冷流体的热容量与热流体的热容量之比。
全套电子课件：热交换器原理与设计
Mb
t1 t1expma L
expma L expmb L
(p)
将式(p)代入(n)，则：
Z
t1
t1
t1
t1
expma L mb expma
x L
expmb expmb
L
L
ma x
(q)
式(q)表示了壳侧流体温度沿距离x的变化规律。
若对式(n) x求导，可得壳侧流体温度的变化率：
dZ dt1 dx dx
P’ = P ·R R’ = 1/R
（2）P的物理意义：冷流体的实际温升与理论所
能达到的最大温升之比（< 1） → 温度效率
（3）R的物理意义：两种流体的热容量之比。
R t1 t1 W2 t2 t2 W1
1) 热流体在管外为一个流程， 冷流体在管内先逆后顺两个
流程<1–2>型热交换器
ψ
R2 1
W1 KS
d 2t1 dx 2
2 dt1 dx
KS W2
t2b
t2a
(h)
将式(b)代入式(h)并整理：
d 2t1 dx 2
2KS W1
dt1 dx
KS W2
2 t1
t1
0
(i)
此为壳侧流体温度沿流动方向的微分方程。
为求解此式，引入新变量：
Z = t′1 – t1
(j)
t′1为热流体起始温度，看作常量，(i)式变成：
Mamaexpma x Mbmb mb x
(r)
将式(f)代入式(r)，考虑到边界条件：
x=0时，t1 =t″1，t2a =t′2，t2b =t″2
则：
Mama
Mbmb
热交换器的传热效率与流动阻力分析
热交换器的传热效率与流动阻力分析热交换器是一种常见的设备，广泛应用于各个领域，如电力、化工、制药等。
它的主要功能是通过传导、对流和辐射等方式，实现两种流体之间的热量传递。
而热交换器的传热效率和流动阻力则是评价其性能的关键指标。
一、传热效率分析热交换器的传热效率是指单位时间内实际传递的热量与理论传递的热量之比。
理论传递的热量可以通过传热方程计算得到，而实际传递的热量则取决于热交换器的结构和工作条件。
首先，热交换器的结构对传热效率有重要影响。
常见的热交换器结构包括管壳式、板式和螺旋式等，它们的传热特性不同。
管壳式热交换器通过在壳体内放置许多管子，实现了大面积的热交换，传热效率较高。
而板式热交换器则通过在平行板间形成复杂的流动通道，增大了热交换面积，传热效率也较高。
螺旋式热交换器则采用涡旋流动，使流体在径向和切向上都有较好的混合，传热效果也较好。
其次，热交换器的工作条件对传热效率也有重要影响。
流体流速的选择是影响传热效率和流动阻力的关键因素之一。
在一定流速范围内，流速越大，对流传热系数越大，传热效率越高。
但是过高的流速可能会增加流体的压降，导致较大的能耗。
此外，传热介质的选择也会影响传热效率。
不同的传热介质具有不同的传热性能，例如水、油和空气等。
在选择传热介质时，需要综合考虑其传热系数、比热容和粘度等因素。
在实际应用中，还需要考虑热交换器的传热面积和热传导的阻力。
传热面积越大，传热效率越高。
而热传导的阻力会影响流体的流动性能，需要适当控制，避免过高的压降。
二、流动阻力分析热交换器的流动阻力是指流体在流动过程中所受到的阻力。
它受到流体流速、流道形状和热交换器结构的影响。
首先，流体的流速对流动阻力有重要影响。
流体流速越大，阻力越大。
这是因为在高速流动的情况下，流体分子的运动速度较快，与管道壁面的摩擦力增大，从而增加了整个流动系统的阻力。
其次，流道形状对流动阻力的影响也非常明显。
例如，当流体在直径不变的管道中流动时，满管流动的阻力要小于半管流动。
加热炉的热交换器工作原理
加热炉的热交换器工作原理
加热炉的热交换器是用来将燃料燃烧产生的热能转移到工作物质上的设备。
其工作原理主要分为两个过程：传热和传质。
在传热过程中，燃料在燃烧过程中产生的热能通过热交换器的壁面传递给工作物质。
热交换器的壁面通常是由导热性能良好的材料制成，如金属等。
热能从燃烧室经过热交换器的壁面传导、传热到工作物质上，使工作物质的温度升高。
在传质过程中，燃料燃烧产生的烟气中含有燃烧产生物质的气体和灰尘等物质。
烟气从燃烧室经过热交换器的管道或板片等组件时，与管道或板片的壁面发生接触，其中的燃烧产物被吸附、吸湿或趋附到热交换器的壁面上，以减少对工作物质的污染。
通过传热和传质过程，热交换器将燃料燃烧产生的热能转移到工作物质上，使工作物质的温度升高，进而实现材料的加热作用。
这样可以提高生产效率和能源利用率，并减少能源消耗和环境污染。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章
图4—13 a）氨系统
冷凝器负荷系数 b）卤代烃系统
对单级压缩制冷循环，冷凝器热负荷Qk也可按下式近似计算：
Qk Qo
与制冷剂种类及运行工况有关，具体数值可 由图4—2查得。
第四章
2）冷凝器传热系数K（kW/m2· ℃）。各类冷凝器的传热系数和 热流密度qf（kW/ m2）的推荐值见表4—2。 3）传热温差Δtm。可按下式计算：
第四章
淋水式冷凝器
水和空气联合 冷却式冷凝器
蒸发式冷凝器
第四章
图4—8 横管淋水式冷凝器
返回
第四章
1—风机及电机
图4—9 吸风式蒸发式冷凝器 2—挡水板 3—喯淋管 4—冷却管组 6—进风格栅 7—水箱 8—水泵
5—箱体
图4—10
鼓风式蒸发式冷凝器
第四章
自然对流空气冷却式冷凝器
空气冷却式冷凝器
第四章
冷凝器选择计算
冷凝器的选择计算包括确定冷凝 器的传热面积、冷却介质流量及冷却 介质在冷凝器中的流动阻力损失。
第四章
冷凝器传热面积的确定： 1）冷凝器热负荷Qk。这是指制冷剂蒸气在冷凝器中排放出的总热量，kW。一 般情况下，它包括制冷剂在蒸发器中吸收的热量及在压缩过程中所获得的机 械功所转换的热量。可用下式表示：
（4—11）
4）传热面积A（m2）。可按下式计算：
A Qo Q o Kt m q f
m2
（4—12）
式中：qf——热流密度，kW／m2，其经验数据可按表4—7所列推荐值选取。
第四章
第四章
四、蒸发器的热力分析
沸腾有两种形式：泡状沸腾和 膜状沸腾，从传热效果看，膜状 沸腾较好。制冷装置中蒸发器内 的温差不大，因此制冷剂液体的 沸腾总处于泡状沸腾。
t m t 2 t1 t t ln k 1 tk t2
℃ （4—4）
式中：
t1——冷却介质进口温度，℃； t2——冷却介质出口温度，℃； tk——冷凝温度，℃。
传热温差也可按表4—2推荐值选取。
第四章
4）冷凝器传热面积A（m2）。可按下式计算：
A
Qk Q k Kt m q f
冷凝器的作用： 是将压缩机排出的高温、高压制 冷剂过热蒸气冷却及冷凝成液体。制 冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介 质（水或空气）带走。
第四章
一、冷凝器的分类
水冷式冷凝器
冷凝器中制冷剂放出的热量被冷却水带走。冷却水可以 一次流过，也可以循环使用。当循环使用时，需设置冷 却塔或冷却水池。水冷式冷凝器分为壳管式、套管式、 板式、螺旋板式等几种类型。
板片式换热器
板式换热器按板片 的型式可分为 螺旋式换热器 板翅式换热器
第四章
第四节 其它制冷热交换器
一、中间冷却器
在两级或多级压缩系统中，设置中间冷却器，用来 冷却低压级压缩机的排气，还对进入蒸发器的制冷剂液 体进行过冷，以提高低压级压缩机的制冷量和减少节流 损失，同时对低压级压缩机的排气也起着油分离器作用。
第四章
三、蒸发器的选择和计算
1．蒸发器的选型 蒸发器型式的选择，主要是从生产工艺和供冷 方式来考虑。对于自带冷源的空气调节机组，应采 用翅片式蒸发器；对于不挥发载冷剂的开式循环系 统，如集中喷雾式空调冷水系统，可采用水箱型 （沉浸式）蒸发器，对具有挥发性的载冷剂循环系 统，或采用闭式循环的集中空调冷水系统，应采用 卧式壳管式蒸发器。蒸发器型式的选择，可参照表 4—6及本节介绍的蒸发器型式。
第四章
直管式蒸发器
水箱型（沉浸式）蒸发器
螺旋管式蒸发器
蛇管（盘管）式蒸发器
第四章
返回
图4—19 直管式蒸发器 a）直管式蒸发器 b）螺旋管式蒸发器 c）制冷剂循环流动情况 1—载冷剂容器 2—搅拌器 3—直管或螺旋管蒸发器 4—集油器 5—气液分离器 第四章
1—水箱
图4—20 氟蛇管（盘管）式蒸发器 2—蛇形管组 3—制冷剂液体分配器 4—蒸汽集管
第四章
2．蒸发器选择计算
蒸发器的选择计算包括确定蒸 发器的传热面积，载冷剂流量等。
第四章
蒸发器传热面积的确定：
1）制冷量Qo。制冷量即蒸发器的热负荷，一般是给定的，也可根据生产 工艺或空调负荷进行计算，或根据制冷压缩机的制冷量来确定，同时应考 虑到冷损耗和裕度等。 2）蒸发器的传热系数K（kW/m2· ℃）和热流密度qf。蒸发器的传热系数 K可按传热学公式进行计算，或按蒸发器生产厂提供的资料进行选取， 作为初步估算也可采用经实际验证的推荐数值。各种蒸发器的传热系 数K和热流密度qf（kW/m2）的推荐值见表4—7。 3）传热温差Δtm。可按下式计算： t t t m 1 2 ℃ t t ln 1 o1 t2 to 式中：t1——载冷剂进口温度，℃； t2——载冷剂出口温度，℃； to——蒸发温度，℃。 Δtm或按表4—7选取。
强制对流空气冷却式冷凝器
第四章
图4—11 a）线管式冷凝器
自然对流空气冷却式冷凝器 b）百页窗式冷凝器 c）板管式冷凝器
返回
第四章
图4—12 强制对流空气冷却式冷凝器
第四章
三、冷凝器的选择和计算
冷凝器选择计算的目的： 是通过热力计算和传热计算，确定其传 热面积，从而选用合适的冷凝器，以及通过 流体动力计算，确定冷却介质的流量和流过 冷凝器的阻力损失，从而选择泵或风机的容 量及功率。
5—搅拌器
第四章
冷却自由运动空气的蒸发器 冷却空气的蒸发器 冷却强制运动空气的蒸发器
第四章
图4—22
冷却强制运动空气的蒸发器
第四章
套管式蒸发器
套管式蒸发器结构如套管式冷凝器，一 般用于小型氟系统。外管为无缝钢管，内管 好可以是一根或多根铜管，可以用光管也可 以是强化传热管。一般被冷却的液体载冷剂 可以在内外管的环形空间中流动，也可以在 内管中流动。套管式蒸发器结构紧凑，表面 传热系数高。但有水易冻结和除水垢困难等 缺点。
通常，空气冷却式冷凝器也叫风冷式冷凝器。 空气冷却式冷凝 空气在冷凝器管外流动，冷凝器中制冷剂放出 的热量被空气带走，制冷剂在管内冷凝。这类 器 冷凝器中有自然对流空气冷却式冷凝器和强制 对流空气冷却式冷凝器。 冷凝器中制冷剂放出的热量同时由冷却水和空气 水和空气联合冷带走，冷却水在管外喷淋蒸发时，吸收气化潜热， 使管内制冷剂冷却和冷凝。因此耗水量少。这类 却式冷凝器 冷凝器中有淋水式冷凝器和蒸发式冷凝器两种类 型。
氨中间冷却器
氟中间冷却器
第四章
图4—25 氨中间冷却器
图4—26
氟中间冷却器
第四章
二、回热器
回热式换热器，可简称为回热器，用于 卤代烃制冷循环系统。通过回热式换热器间 壁，造成高压制冷剂液体与低压制冷剂气体 的换热，实现液体制冷剂过冷、气体制冷剂 的过热，提高制冷效率，并保证压缩机运行 的安全。 回热式换热器的结构多采用壳盘管式。
Qk Qo Pi
（4—1）
式中：Qk——冷凝器在计算工况下的热负荷（kW）； Qo——压缩机在计算工况下的制冷量（kW）； Pi——压缩机在计算工况下的消耗功率（kW）。
冷凝器热负荷也可按制冷循环的热力计算确定，即
Qk Gh2 h3
（4—2）
式中：G——制冷剂的质量流量（kg／s）； h2——制冷剂进入冷凝器的比焓（kJ／kg）； h3——制冷剂出冷凝器的比焓（kJ／kg）。
第四章
一、蒸发器的分类
按被冷却介 质的不同分
冷却液体载冷剂
冷却空气或其他气体
按被供液方 式的不同分
满液式 非满液式（干式） 循环式 喷淋式 第四章
第四章
第四章
卧式蒸发器
卧式壳管式蒸发器
干式蒸发器
第四章
图4—16
氨卧式蒸发器结构
返回
第四章
图4—18 氟壳管式干式蒸发器 a）直管式 b）U形管式 1—管壳 2—放水管 3—制冷剂进口管 4—右端盖 5—制冷剂蒸气出口管 6—载冷剂进口管 7—传热管 8—折流管 9—载冷剂出口管 10—左端盖
m2
（4—5）
式中：q——热流密度（kW／m2）， 其经验数据可按表4—2所列推荐值选取。
第四章
第四章
第四章
四、冷凝器的热力分析
凝结的形式有两种：膜状凝结与 珠状凝结。制冷剂在冷凝器的凝结， 一般都是膜状凝结。从换热效果看， 以珠状凝结为好。
第四章
制冷剂蒸气的流速和流向的影响 传热壁面粗糙度的影响 1．影响制冷剂侧蒸气 凝结放热的因素 制冷剂蒸气中含空气或 其它不凝性气体的影响 制冷剂蒸气中含油对凝结放热的影响 冷凝器构造型式的影响
第四章
冷却介质的性质
2.影响冷却介质 侧放热的因素
冷却水或空气的流速影响
冷却介质的洁净程度
第四章
五、清除和预防冷凝器结水 垢的方法
1．机械除垢法
2．酸洗法
第四章
第二节
蒸发器
蒸发器是制冷系统中的另一种换热器。对 制冷系统而言，它是从系统外吸热的换热器。 蒸发器的作用是利用液态制冷剂在低压下沸腾， 转变为蒸气并吸收被冷却物体或介质的热量， 达到制冷目的。因此蒸发器是制冷系统中制取 冷量和输出冷量的设备。
第四章
第四章
二、冷凝器的结构
立式壳管式冷凝器 卧式壳管式冷凝器
水冷式冷凝器
套管式冷凝器
第四章
返回
图4—2 分水器结构
图4—1
立式壳管式冷凝器
第四章
图4—3
氨用卧式壳管式冷凝器
图4—4
氟用卧式壳管式冷凝器
返回
第四章
d)
图4—7 氟用套管式冷凝器 a）顶视图 b）侧视图 c）管断面图 图4—6 氨用套管式冷凝器
第四章
第三节
板式热交换器的应用
板式换热器的优点： ①结构紧凑、体积小、重量大约只有相同传热面积的壳管式 换热器的25％，因此便于运输和安装； ②板式换热器的当量直径小。； ③制冷剂充注量小，大约只需壳管式换热器的20％～40％； ④换热面积可通过改变板片数目任意调节； ⑤适应性强，可作冷凝器、蒸发器或冷却器使用； ⑥可靠性高； ⑦工艺过程简单，适合于批量生产。 板式换热器也有一定缺点： ①板片制造要求高，造价较高； ②板片之间间隙较小，冷却水中如有杂质存在易堵塞，因此 对水质要求较高。 第四章