换热器的分类与应用
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。
换热器的概念、特点、分类及应用
换热器的概念、特点、分类及应用换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。
这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。
随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。
为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体。
（也可设计成不可拆的）。
这样为检修、清洗提供了方便。
但该换热器结构较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。
因此在安装时要特别注意其密封。
浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。
在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。
该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。
这样，当浮头出的钩圈拆除后，即可将管束从壳体内抽出。
以便于进行检修、清洗。
浮头盖在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。
随着幞头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。
钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。
浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验。
tema换热器分类
tema换热器分类一、换热器概述换热器（Heat Exchanger）是一种用于实现两个或多个介质之间热量传递的设备，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、医药等行业。
换热器能够提高能源利用率、降低能耗，对于节约能源和减少环境污染具有重要意义。
二、换热器分类1.按热媒介质分类根据热媒介质的不同，换热器可分为：（1）水水换热器：主要用于锅炉、热力系统等场合，实现水与水之间的热量传递。
（2）汽汽换热器：主要用于蒸汽之间的热量传递，如锅炉尾部烟道换热器。
（3）水汽换热器：主要用于水与蒸汽之间的热量传递，如汽轮机组的回热抽汽换热器。
2.按结构分类根据结构形式的不同，换热器可分为：（1）壳管式换热器：壳管式换热器由壳体和管束组成，热媒介质在管内流动，壳侧为冷凝或蒸发空间。
适用于高压、高温场合。
（2）板式换热器：板式换热器由一系列平行排列的金属板组成，板间夹层为热媒介质流动通道。
结构紧凑，占地面积小，适用于中低压、温度较低的场合。
（3）螺纹管换热器：螺纹管换热器采用特殊螺纹的管子组成，具有良好的传热性能和抗振性能。
适用于高压、高温场合。
3.按工作原理分类根据工作原理的不同，换热器可分为：（1）间壁式换热器：通过壁面分离热媒介质，实现热量传递。
如壳管式换热器、板式换热器等。
（2）沉浸式换热器：热媒介质直接浸泡在另一介质中，实现热量传递。
如沉浸式水冷器等。
（3）翅片式换热器：在热媒介质管道外表面设置翅片，增加换热面积，实现热量传递。
如空气预热器等。
三、各类换热器的特点与应用1.壳管式换热器：具有良好的热传导性能、较高的承压能力，适用于高压、高温场合。
应用于锅炉、热力系统、化工等领域。
2.板式换热器：结构紧凑，占地面积小，便于清洗和维修，适用于中低压、温度较低的场合。
应用于食品、制药、化妆品等行业。
3.螺纹管换热器：具有良好的传热性能和抗振性能，适用于高压、高温场合。
应用于石油、化工、冶金等领域。
4.沉浸式换热器：传热效果较好，适用于液液、气液等介质的热量传递。
换热器基础知识
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隔板：增加管程数，提高管内流体流 速。流速增加，传热效率提高；但流 动的阻力也同时增加。
折流板：提高壳程流体的流速和湍 动 程度。
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带膨胀节的固定管板式换热器结构图
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(2)浮头式换热器：
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浮头式换热器结构图
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套管式换热器
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套管式换热器的特点：
优点：结构简单，拆装方便，灵活性 大
管径可大可小，程数可增可减。 缺点：接头多, 易漏，金属用量大。
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2.列管式换热器
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(1)固定管板式换热器：
两端管板固定。
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固定管板式换热器结构图
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固定管板式换热器的特点：
优点：结构相对简单，应用广泛。
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翅片管结构示意图：
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翅片的作用：增加传热面积及管外流 体的湍动程度。
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。
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(6)板式换热器：
由传热板片、 密封垫片和压 紧装置组成。
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板式换热器板片
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板式换热器工作原理示意图
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板式换热器的特点：
优点：传热效率高。 缺点：承受压力低。
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(7)螺旋板式换热器：
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螺旋板换热器工作原理示意图
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(8)热管换热器
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换热器基本知识
（2） 浮头式换热器
浮头式换热器 1—防冲板；2—折流板；3—浮头管板；4—钩圈；5—支耳
浮头式换热器
• 浮头式换热器 管束一端的管板可自由浮动，完 全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出, 便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较 广。
• 优点：管间和管内清洗方便，不会产生热应力 ；
• 缺点：结构复杂，造价比固定管板式换热器高 ，设备笨重，材料消耗量大，且浮头小盖在操 作中无法检查，制造时对密封要求较高。
• 流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。 图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内 流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样 流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。 同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次 通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。
设备。
二、间壁式换热器的类型
沉浸式蛇管换热器
管式换热器
间壁式换热器
板式换热器
喷淋式换热器
套管换热器
固定管板式
列管式换热器
U型管
平板式换热器
浮头式 填料函式
螺旋板式换热器 夹套式换热器
板翘式换热器 翘片式换热器
翘片管换热器
(一) 管式换热器
管式换热器特点
• 管式换热器虽然在换热效率、结构紧凑性和单位传热
• 缺点：由于受弯管曲率半径的限制，其换热管 排布较少，管束最内层管间距较大，管板的利 用率较低，壳程流体易形成短路，对传热不利 。当管子泄漏损坏时，只有管束外围处的U形 管才便于更换，内层换热管坏了不能更换，只 能堵死，而坏一根U形管相当于坏两根管，报 废率较高。
换热器管束分类及应用
换热器管束分类及应用换热器是一种常用的热交换设备，常用于工业生产和能源领域，其作用是将两种不同温度的流体之间进行热交换，使热能从高温流体传递给低温流体。
根据结构和工作原理的不同，换热器可以分为多种类型。
一、壳管式换热器壳管式换热器是目前应用最广泛的换热器之一，其特点是由大量平行布置的管子组成的管束置于外部的壳体内。
热能通过管壁传递给壳体内的另一种流体，实现热交换。
壳管式换热器通常适用于液体和气体之间的热交换，具有体积大、传热效果好和维修方便等特点。
壳管式换热器广泛应用于石油、化工、电力、制药等领域。
二、板式换热器板式换热器是将多个金属板堆叠在一起，通过密封垫片将其固定在一起形成换热器。
板式换热器通过板间空间实现热交换，流体在板之间不断流动，从而实现热量传递。
板式换热器由于体积小、传热效率高和维修方便等优点，广泛用于工业生产和船舶领域。
三、管壳式换热器管壳式换热器是由多个平行排列的管子放置在一个外壳中，并通过封头连接，形成一个整体的换热器。
流体在管内和管外进行传热，从而实现热能的交换。
管壳式换热器适用于大流量、高压和高温的工况条件，广泛应用于发电厂、余热回收等领域。
四、空气预热器空气预热器是一种特殊的换热器，主要用于加热和送风系统中。
它通常由多个平行排列的管束组成，烟气通过管外流动，空气通过管内流动，实现烟气与空气之间的热交换。
空气预热器可以有效地利用烟气中的余热，提高燃烧效率和能源利用率。
五、过程式换热器过程式换热器通过直接接触换热的方式实现热交换。
它通常由多个平行排列的流道组成，两种流体通过不同流道流动，在流道之间进行传热。
过程式换热器适用于需要高效率和高传热能力的工况条件，如化工、食品加工、冷却和加热等领域。
除了上述常见的换热器类型，还有一些特殊的换热器，如蒸汽喷射换热器、换热螺旋管等，这些换热器适用于特定的工况条件和应用领域。
总之，根据结构和工作原理的不同，换热器可以分为多种类型，如壳管式换热器、板式换热器、管壳式换热器、空气预热器和过程式换热器等。
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
换热器的分类
换热器的分类
一、按工艺功能分类
1、冷却器它是冷却工艺物料流的设备。
一般冷却剂多采用水，若冷却温度低时，可采用氨或氟利昂为冷却剂。
2、加热器他是加热工艺物流的设备。
一般多采用水蒸气作为加热介质，当温度要求高时可采用导热油、熔盐等作为加热介质。
3、再沸器用于蒸馏塔底蒸发物料的设备。
其中热虹式再沸器是被蒸发的物料依靠液头压差自然循环蒸发；动力循环式再沸器，被蒸发物流是用泵进行循环蒸发。
4、冷凝器它是用于蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器的冷凝循环的设备。
冷凝器可用于多组分的冷凝，当最终冷凝温度高于混合组分的泡点时，仍有一部分组分未冷凝，采用冷凝器可达到再一次分离的目的。
另一种为含有惰性气体的多组分的冷凝器，排出的气体含有惰性气体和未冷凝的组分。
全凝器，多组分冷凝器的最终冷凝温度等于或低于混合组分的泡点，所有组分全部冷凝。
5、蒸发器专门用于蒸发溶液中的水分或者溶剂的设备。
6、过热器对饱和蒸汽再加热升温的设备。
7、废热锅炉从工艺的高温物流或者废气中回收其热量而发生蒸汽的设备。
8、换热器、两种不同温位的工艺物流相互进行显热而发生的设备。
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
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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
换热器的分类和使用
换热器相关知识1、按换热器作用原理分类1.1、间壁式换热器1.2、直接接触式换热器1.3、蓄热式换热器1.4、中间载热体式换热器2、按换热器的用途分类1.1、加热器1.2、预热器1.3、过热器1.4、蒸发器1.5、再沸器1.6、冷却器1.7、冷凝器3、按换热器传热面形状和结构分类1.1、管式换热器1.2、板式换热器1.3、特殊形式换热器管式换热器的分类1.1、管壳式换二期1.2、蛇管式换热器1.3、套管式换热器1.4、翅片管式换热器管壳式换热器的分类1.1、固定管板式换热器1.2、浮头式换热器1.3、U形管式换热器1.4、填料函式换热器1.5、斧式换热器板式换热器1.1、平板式换热器1.2、螺旋板式换热器1.3、板翅式换热器1.4、热板式换热器换热器的正常使用1、投产前应检查压力表、温度计、液位计以及有关阀门是否齐全好用2、输进蒸气前先打开冷凝水排放阀门，排除积水和污垢。
打开放空阀，排除空气和其他不凝性气体3、换热器投产时，应先通入冷流体，缓慢或数次通入热流体，做到先预热后加热，切记骤冷骤热，已免换热器受到损坏，影响其使用寿命。
4、进入换热器的冷热流体如果含有大颗粒固体杂质和纤维质，一定要提前过滤和清除，特别对板式换热器，防止堵塞管道5、经常检查两种流体的进出口温度和压力，发现温度、压力超出正常范围或超出正常范围的趋势，要立即查处原因，采取措施，使之回复正常6、定期分析流体的成分，以确定有无泄漏，以便及时处理，对列管式换热器进行堵管或换管，对板式换热器修补或更换板片7、定期检查换热器有无渗漏，外壳有无变形以及有无震动，若有及时处理8、定期排放不凝性废气和冷凝液，定期进行清洗。
换热器的概念特点分类及应用
换热器的概念特点分类及应用换热器是一种用于传递热量的设备，常用于工业过程中，以满足不同流体或介质之间热量的传递需求。
换热器的使用可以实现热能的回收和节约，提高能源利用效率，减少排放。
下面将详细介绍换热器的概念、特点、分类及应用。
一、换热器的概念换热器是将一个流体或介质内部的热量传递给另一个流体或介质的设备。
换热的过程可以是传导、对流或辐射传热，根据传热的不同方式，换热器可以有不同的结构和工作原理。
换热器的基本原理是通过将热流体与冷流体分隔开来，使热流体和冷流体之间通过固体壁传递热量。
热量的传递可以是从高温流体到低温流体的传导，也可以是通过流体之间的对流传热。
通过换热器的使用，高温流体的热量可以被回收和利用，提高能源利用效率。
二、换热器的特点1.高效传热：换热器的设计和结构使其能够实现高效的热量传递。
通过合理的流体流动形式和固体材料的选择，可以最大限度地降低传热阻力，提高换热效率。
2.节能环保：换热器的应用可以实现热量的回收和利用，减少燃料消耗，降低能源消耗。
同时，换热器还可以减少废热的排放，降低污染物的排放，对保护环境具有积极意义。
3.结构紧凑：换热器通常采用紧凑的结构设计，占地面积小，适用于空间有限的工程项目。
4.操作灵活：换热器可以根据不同的工艺要求进行模块化设计，方便安装和维修。
可以根据实际需要进行组合和调整，满足不同工艺流程中的换热要求。
5.可靠性高：换热器采用优质的材料和严格的工艺制造，具有较高的强度和稳定性。
经过严格的检测和试验，能够确保运行的稳定性和可靠性。
三、换热器的分类根据不同的换热方式和结构形式，可以将换热器分为多种不同类型。
1.按传热方式分类：-散热器：通过辐射传热，将热量传递到周围环境中。
-导热器：通过传导传热，将热量传递给其他流体或介质。
-冷凝器：将湿蒸汽中的热量传递给冷却介质，使其冷凝成液体。
2.按结构形式分类：-管壳式换热器：由外圆筒壳体和内部多根管子组成，流体分别在管内和管外进行传热。
管道换热器的分类
管道换热器的分类管道换热器分类1、 按换热器的用途分类(1)加热器：加热器用于把流体加热到所需的温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。
(2)预热器：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：过热器用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。
(4)蒸发器：蒸发器用于加热液体，使之蒸发汽化。
(5)再沸器：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：冷却器用于冷却流体，使之达到所需要的温度。
(7)冷凝器：冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化。
2、 按换热器传热面形状和结构分类(1)管式换热器：管式换热器通过管子壁面进行传热，按传热管的结构不同，可分为列管式换热管、套管式换热器、蛇管式换热器和翅片管式换热器等几种。
管式换热器应用最广。
(2)板式换热器：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。
(3)特殊形式换热器：这类换热器是指根据工艺特殊的要求而设计的具有特殊结构的换热器。
如回转式换热器、热管式换热器等。
3、 按换热器所用材料分类(1)金属材料换热器：金属材料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。
由于金属材料的热导率较大，故该类换热器的传热效率较高，生产中用到的主要是金属材料换热器。
(2)非金属材料换热器：非金属材料换热器由非金属材料制成，常用非金屑材料有石墨、玻璃、塑料以及陶瓷等。
该类换热器主要用于具有腐蚀性的物料由于非金属材料的热导率较小，所以其传热效率较低。
换热器的分类
二、换热器的分类
（二）换热器按传热原理分类
三、列管式换热器的基本结构形式
（一）列管式换热器的结构 列管式换热器由壳体、管束（传热管）、管板、封头（又称 端盖或管箱）、折流板、接管、支座等部件组成
（二）列管式换热器的工作原理 列管式换热器的工作原理：管程和壳程分别通过两 种不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管 壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体 被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体 换热工艺目的。
课堂巩固
练习 1、换热器按传热原理分为（ ）、 （ ）、（ ）等。 2、在列管换热器中，一种流体在管内流过，其行 程称为 ；另一种流体在管外流过，其行程 称为 。管束的表面积即为 。
（3）提高热能的综合利用和余热回收 （4）减少设备的热量（或冷量）的损失
传热在生产中应用实例
传热在生产中应用实例
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。 换热器应满足的要求： （1）满足工艺条件规定的要求。 （2）结构安全可靠，换热器应具有足够的强度和刚 度保证整体结构的安全可靠。 （3）具有较高的传热效率，换热器所有的材料传热 行动能要好，传热面积足够且流体阻力小。 （4）便于制造、安装、操作和维修。 （5）经济上合理。
二、换热器的分类 （一）换热器按传热用途分类
名 称
加热器 预热器 过热器 蒸发器 再沸器 冷却器 冷凝器
应
用
把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。 预先加热流体，为工序提供所需的工艺参数或提高设备的整体效率。 用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。 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。 是蒸馏过程的专用设备，用于加热塔底液体，使之受热汽化。 用于冷却流体，使之达到所需的温度。 用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化。
tema换热器分类
tema换热器分类
【实用版】
目录
1.换热器的定义与作用
2.换热器的分类方法
3.常见换热器的特点与应用
正文
换热器，全称为热交换器，是一种用于实现两个或多个流体之间热量传递的设备。
在工业生产和日常生活中，换热器被广泛应用于冷却、加热、蒸发、冷凝等过程，以满足各种生产和生活需求。
根据不同的分类标准，换热器可以分为多种类型，下面我们来详细了解一下。
首先，根据换热器的分类方法，我们可以将其分为以下几类：
1.壳管式换热器：壳管式换热器是最常见的换热器类型，它主要由壳体、管束、管板和封头等组成。
壳管式换热器具有结构简单、制造和维修方便、传热面积可根据需要调整等优点，广泛应用于水 - 水、水 - 蒸汽、蒸汽 - 蒸汽等换热场合。
2.板式换热器：板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属板组成的，板与板之间用橡胶垫或金属垫片密封。
板式换热器具有结构紧凑、重量轻、传热效率高、易于清洗等优点，适用于低温、低压或腐蚀性介质的换热。
3.螺旋板换热器：螺旋板换热器是一种新型的换热器，其主要由螺旋板管和壳体组成。
螺旋板换热器具有流体阻力小、传热效率高、结构紧凑等优点，适用于高黏度、高温度、高压力的流体换热。
4.翅管换热器：翅管换热器是一种空气冷却器，主要由翅管和散热器组成。
翅管换热器具有散热面积大、传热效率高、重量轻、安装方便等优
点，广泛应用于工业厂房、发电厂等大型建筑物的通风冷却。
5.焊接板式换热器：焊接板式换热器是一种由多层焊接板组成的换热器，具有结构简单、传热效率高、易于清洗等优点，适用于高温、高压的流体换热。
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。
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换热器的分类与应用换热器的分类与应用：按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器；按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式。
间壁式换热器的类型：一、夹套换热器：结构：夹套式换热器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。
二、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,因此管外流体的表面传热系数较小。
三、喷淋式换热器：结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。
在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。
优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好；缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。
用途：用于冷却或冷凝管内液体。
（见下图）四、套管式换热器：结构：由不同直径组成的同心套管，可根据换热要求，将几段套管用U形管连接，目的增加传热面积；冷热流体可以逆流或并流。
优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对数温差最大，可增减管段数量应用方便。
缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。
用途：广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。
五、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，占据主导作用。
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。
结构：壳体、管束、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。
折流挡板：可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加。
折流挡板有圆缺形和圆盘形两种。
根据所采取的温差补偿措施，列管式换热器可分为以（1壳体与传热管壁温度之差大于50℃，加补偿圈，也称膨胀节，当壳体和管束之间有温差时，依靠补偿圈的弹性变形来适应它们之间的不同的热膨胀。
特点：结构简单，成本低，壳程检修和清洗困难，壳程必须是清洁、不易产生垢层和腐蚀的介质。
（2束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩，可完全消除热应力。
特点：结构较为复杂，成本高，消除了温差应力，是应用较多的一种结构形式。
（3）U型管式把每根管子都弯成U形，两端固定在同一管板上，每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。
特点：结构较简单，管程不易清洗，常为洁净流体，适用于高压气体的换热。
新型高效换热器：1.螺旋板式换热器：结构：螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。
换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。
优点：结构紧凑，单位体积的传热面积大，流体的对流传热系数大；缺点：流体阻力大，不易检修；用途：操作压力不能超过2MPa，温度一般在350℃以下。
2.板式换热器结构紧凑，占用空间小，很小的空间即可提供较大的换热面积，不需另外的拆装空间；相同使用环境下，其占地面积和重量是其他类型换热器的1/3～1/5。
传热系数高，雷诺准数>10时，即可产生剧烈湍流，一般总传热系数可高达3000～8000W/M2.K。
端部温差小，逆流换热，可达到1℃的端部温差。
热损失小，只有板片边缘暴露，不需保温，热效率≥98%。
适应性好，易调整，通过改变板片数目和组合方式即可调节换热能力，与变化的热负荷相匹配。
流体滞留量小，对变化反应迅速，拆装简单，容易维护板片是独立的单元体，拆装简单，可将密封垫密闭的板片拆开、清洗。
结垢倾向低，高度紊流、光滑板表面，使积垢机率很小，且具自清洁功能，不易堵塞。
低成本，使用一次冲压成型的波纹板片装配而成，金属耗量低，当使用耐蚀材料时，投资成本明显低于其他的换热器。
缺点：处理能力不大，操作压力比较低，一般不超过20atm，受垫片耐热性的限制，操作温度不能太高，一般合成橡胶垫不超过130℃，压缩石棉垫圈也不超过250℃。
3.板翅式换热器在两块平行金属板之间夹入波纹状金属翅片，两边以侧条密封，组成一个单元体；将各单元体进行不同的叠集和适当地排列，再用钎焊予以固定，形成逆流、并流和错流的板翅式换热器组装件(芯部或板束)；将带有进、出口的集流箱焊接到板束上。
特点：传热效果更好、结构更为紧凑。
我国目前最常用的翅片形式主要有光直型翅片、锯齿型翅片和多孔型翅片。
传热效果好：板翅促进湍流，破坏传热边界层的发展，总传热系数高，同时冷、热流体间换热不仅以平隔板为传热面，而且大部分热量通过翅片换热，因而具有很高的传热速率。
结构紧凑：单位体积换热器提供的传热面积一般能达到2500m2，最高可达到4300m2，而列管式换热器只有160m2。
轻巧牢固：由于结构紧凑，通常用铝合金制造，在相同的传热面积下，其重量仅为列管式换热器的十分之一，波纹翅片不仅是传热面，又是两板间的支撑，故强度很高。
适应性强：操作范围广，由于铝合金的导热系数高，特别适合于低温和超低温条件下的换热。
流道很小：容易堵塞而使压降增大。
换热器内一旦结垢，清洗和检修困难，故处理的物料应较清洁或预先进行净制。
由于平隔板是用薄铝片制成，故要求流体对铝不发生腐蚀。
4.热管式换热器：结构及工作原理：将一根金属管的两端密封，抽出不凝性气体，充以一定量的某种工作液体而成。
当热管的一端被加热时，工作液体受热沸腾汽化，产生的蒸汽流至冷却端冷凝放出冷凝潜热，冷凝液沿着具有毛细结构的吸液芯在毛细管力的作用下回流至加热段再次沸腾汽化，工作介质如此反复循环，热量则由热管的轴向由加热端传至冷却端。
我国已有标准化的列管式换热器系列产品供选用。
例如：型号为FB800-180-16-4换热器，FB表示浮头式B型，25×2.5mm换热管，正方形排列，壳体公称直径800mm，公称传热面积180m2，公称压力16kgf/cm2，管程数为4。
列管换热器的选用有关问题：一、流体流经管程或壳程的选择：原则：传热效果好；结构简单；清洗方便。
1)不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。
2)腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。
3)压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。
4)饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽比较清洁，而且冷凝液容易排出。
5)流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜。
6)需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。
二、流体的流速u↑→α↑K↑，在同Q、Δtm下A↓，节省设备费；u↑→Hf↑↑，操作费用增加；u选择是经济上权衡的问题，但要避免层流流三、换热管规格及排列：管径：d↓，单位体积设备内的A↑，但更容易堵塞。
目前我国系列标准规定采用Ф19×2mm，Ф25×2.5mm，Ф25×2.5mm等规格的管子。
管长：选择以清洗方便和合理使用管材为准。
我国生产的钢管长度多为6米，国家标准规定采用的管长有1.5、2、3、4.5、6米等规格，以3米和6米最为普遍。
换热管的排列方式：正三角形排列比正方形排列更为紧凑，管外流体的湍动程度高，给热系数大，但管外清洗困难。
正方形排列的管束清洗方便，对易结垢流体更为适用，但对流传热系数小于正三角形排列，如将管束旋转45外表面传热系数下降；间距太小，不便于制造和检修，阻力损失亦大。
一般取挡板间距为壳体内径的0.2～1.0倍。
换热器的选用步骤：一、了解传热任务，掌握工艺特点与基本数据：1.冷、热流体的流量，进、出口温度，操作压力等。
2.冷、热流体的工艺特点，如腐蚀性、悬浮物含量等。
3.冷、热流体的物性数据。
二、选用计算内容和步骤：1.根据工艺任务，计算热负荷；2.计算Δtm，先按单壳程多管程的计算，如果校正系数Ф<0.8，应增加壳程数；3.依据经验选取K，估算A4.确定冷热流体流经管程或壳程，选定流体流速；由流速和流量估算单管程的管子根数，由管子根数和估算的传热面积，估算管子长度，再由系列标准选适当型号的换热器。
5.核算K ，分别计算管程和壳程的α，确定垢阻，求出K ，并与估算的K 进行比较。
如果相差较多，应重新估算。
6.计算A ，根据计算的K 和Δtm ，计算A ，并与选定的换热器A 相比，应有10%~25%的裕量。
传热过程的强化：传热速率方程：为了增强传热效率，可采取↑tm ↑、A/V ↑、K ↑的方法。
一、增大传热平均温度差△t m（1）两侧变温情况下，尽量采用逆流流动；（2）提高加热剂T1的温度（如用蒸汽加热，可提高蒸汽的压力来达到提 高其饱和温度的目的）；降低冷却剂t1的温度。
利用△t m ↑来强化传热是有限的。
二、增大总传热系数K（1）尽可能利用有相变的热载体（ɑ大）；（2）用λ大的热载体，如液体金属Na 等；（3）减小金属壁、污垢及两侧流体热阻中较大者的热m t KA Q ∆=2122111)1()1(1A A R A A b R K m ++++=αλα阻；（4）提高α较小一侧有效。
提高α的方法无相变传热：1）增大大流速；2）管内加扰流元件；3）改变传热面形状和增加粗糙度。
三、增大单位体积的传热面积A/V（1）直接接触传热：可增大A和湍动程度，使Q↑（2）采用高效新型换热器。