换热器原理与设计复习重点..
热交换器原理与设计
绪论1.2.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。
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.Mc1℃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—对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。
4.顺流和逆流情况下平均温差的区别：在顺流时，不论W1、W2值的大小如何，总有μ＞０，因而在热流体从进口到出口的方向上，两流体间的温差△t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，μ＞０，△t不断降低，当W1＞W2时，μ＜０，△t不断升高。
5.P（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。
（定义式P12）7.从φ值的大小可看出某种流动方式在给定工况下接近逆流的程度。
除非处于降低壁温的目的，否则最好使φ＞0.9，若φ＜0.75就认为不合理。
（P22 例1.1）8.所谓Qmax是指一个面积为无穷大且其流体流量和进口温度与实际热交换器的流量和进口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。
9.实际传热量Q与最大可能传热量Qmax=Q/Qmax。
意义：以温度形式反映出热、冷流体可用热量被利用的程度。
10.根据ε的定义，它是一个无因次参数，一般小于1。
其实用性在与：若已知ε及t1′、t2′时，就可很容易地由Q=εW min(t1′-t2′)确定热交换器的实际传热量。
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。
换热器基础必学知识点
换热器基础必学知识点
以下是换热器基础的一些必学知识点：
1. 热传导：介质中的热能通过分子间的碰撞传递的现象，即由高温区到低温区的传导。
热传导正比于温度梯度和介质的热导率。
2. 对流传热：介质周围的流体通过对流现象将热能传递出去。
对流传热正比于流体的流速、温度差和传热系数。
3. 辐射传热：通过辐射形式将热能传递出去，不需要介质的存在。
辐射传热正比于表面的辐射率、温度差和黑体辐射功率。
4. 传热方程：换热器中的传热可以通过传热方程来描述，常用的传热方程有热传导方程（Fourier定律）和对流换热方程（Newton冷却定律）。
5. 传热系数：描述换热器界面传热能力的物理量，是传热率与温度差之间的比例关系。
传热系数决定了传热的效率和速率。
6. 换热器类型：常见的换热器类型有壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等，根据不同的工艺需求选择适合的换热器类型。
7. 换热器设计：换热器的设计要考虑流体流量、温度差、传热系数、换热面积等因素，并进行热力学和动力学计算。
8. 热媒介选择：根据不同的工艺要求选择适合的热媒介，并考虑其传热性能、耐腐蚀性和成本等因素。
9. 损失：换热器中存在一定的传热损失，包括壁面传热损失、传热介质的流动损失和泄漏损失等，需要进行合理的设计和控制。
10. 性能评价：换热器的性能评价包括换热效率、效果、能耗等指标的考核和比较，以提高换热器的工作效率和经济性。
以上是换热器基础必学的知识点，掌握了这些知识可以更好地理解和应用换热器的原理和设计。
换热器网络综合知识点总结
换热器网络综合知识点总结一、换热器的工作原理换热器的基本工作原理是利用两种或多种不同温度的物质间的热传递，使其温度相等或接近的过程。
通过换热器，热能可以从一个物体传递到另一个物体，从而实现加热或降温的目的。
换热器可以实现的热传递方式包括传导、对流和辐射。
传导是指热量通过固体或流体中分子的直接传递，而对流是指热量通过流体的运动传递。
辐射则是指热量通过电磁波传递。
在换热器中，通常会同时存在传导、对流和辐射的热传递方式。
二、换热器的分类根据不同的工作原理和结构特点，换热器可以分为许多种类。
常见的换热器包括壳管换热器、板式换热器、管板换热器等。
壳管换热器是一种常见的换热器类型，它由壳体和管束组成。
壳体内装有多根管子，通过管子内流体的流经实现热交换。
壳管换热器的结构简单，适用范围广泛，在工业生产中应用较为广泛。
板式换热器是另一种常见的换热器类型，它由许多平板组成。
通过板与板之间的接触实现热交换。
由于其结构紧凑，换热效率高，板式换热器在一些特殊的工况下有着独特的应用优势。
除了壳管换热器和板式换热器外，还有许多其他种类的换热器，如管板换热器、螺旋板换热器、换向换热器等。
每种换热器都有其适用的工况和特点，需要根据具体的使用需求选择合适的换热器类型。
三、换热器的性能参数换热器的性能参数是评价换热器性能优劣的重要指标，主要包括传热系数、热负荷、热效率等。
这些性能参数直接影响到换热器的工作效果和能耗。
传热系数是换热器的重要性能参数之一，它反映了换热器单位面积上的热交换能力。
传热系数越大，换热器的传热效率就越高。
传热系数受到流体性质、流体流动状态、换热器结构等多种因素的影响，通过对这些因素的分析和优化，可以提高传热系数，提高换热器的传热效率。
热负荷是换热器的另一个重要性能参数，它反映了换热器所能处理的热量大小。
热负荷越大，换热器所能处理的热量就越多。
换热器的热负荷受到换热器结构、流体流动状态、入口温度等因素的影响，通过对这些影响因素的控制和优化，可以提高换热器的热负荷，提除了传热系数和热负荷外，换热器的热效率、压降、耐腐蚀性等性能参数也是评价换热器性能优劣的重要指标，针对这些性能参数进行研究和优化，可以提高换热器的工作效果和使用寿命。
热交换器原理与设计—第1章_热交换器热计算的基本原理_(1)
两种流体中只有一种横向混合的错流式热交换器，其 值为：
能源与动力工程教研室
对于某种特定的流动形式， 是辅助参数P、R的函 数 f ( P, R) 该函数形式因流动方式而异。
对于只有一种流体有横向混合的错流式热交换器， 可将辅助参数的取法归纳为：
t m ,算术
t max t min 2
使用条件：如果流体的温度沿传热面变化不大， 范围在
t max 2 内可以使用算数平均温差。 t min
能源与动力工程教研室
算术平均与对数平均温差
t m ,算术
t max t min 2
t m ,对数
t max t min t max ln t min
R 1 t t 2 2 1 P ln 1 PR
的函数
t1m,c
能源与动力工程教研室
为了简化 的计算，引入两辅助参数：
t 2 t2 p t2 t1
t1 t1 R t 2 t2
冷流体的加热度 两种流体的进口温差
能源与动力工程教研室
1.2 平均温差
1.2.2 顺流和逆流情况下的平均温差
简单顺流时的对数平均温差 假设：
(1)冷热流体的质量流量qm2、qm1 以及比热容c2, c1是常数； (2)传热系数是常数；
(3)换热器无散热损失； (4)换热面沿流动方向的导热量 可以忽略不计。 下标1、2分别代表热冷流体。 上标1撇和2撇分别代表进出口
能源与动力工程教研室
在假设的基础上，并已知冷热流体的 进出口温度，现在来看图中微元换热 面dA一段的传热。温差为：
换热器设计知识点
换热器设计知识点换热器是一种广泛应用于工业领域的设备，用于实现不同流体之间的热量传递。
它的设计是一项复杂的工作，需要考虑多个因素和知识点。
本文将介绍换热器设计中常用的一些知识点，并探讨它们的应用。
一、热传导与对流传热换热器的主要功能是通过热传导和对流传热来实现热量的交换。
热传导是指通过固体介质的分子振动和碰撞使得热量传递的过程。
对流传热则是通过流体的对流运动来实现热量的传递。
在换热器设计中，我们需要考虑热传导和对流传热的传热系数。
传热系数与换热器设计的效率密切相关，因此需要合理选择换热介质、设计换热器的结构和形状，以最大程度地提高传热系数。
二、换热器的热负荷计算在进行换热器设计之前，首先需要计算换热器的热负荷。
热负荷是指单位时间内热量传递的量，可以通过测量流体的温度、流量和热容来计算。
在进行热负荷计算时，需要考虑流体的物性参数、流体的传热特性以及流体在换热过程中的温度变化。
通过合理的计算方法和模型，可以得出准确的热负荷值，为换热器的设计提供基础数据。
三、传热表面积的确定传热表面积是指用于热量交换的有效表面积，是换热器设计中的重要参数。
在确定传热表面积时，需要考虑热负荷、传热系数以及流体的速度等因素。
为了提高传热效率，需要在保证传热表面积足够的前提下，尽量减小换热器的体积。
因此，在换热器设计中，需要根据实际情况和要求，选择合适的表面积大小，以实现最佳的换热效果。
四、流体流动与阻力损失流体流动是换热器设计中的重要考虑因素之一。
流体的流动情况直接影响了热传导和对流传热的效率。
在换热器的设计中，我们需要考虑流体的流速、流道的形状和结构以及流体在流动过程中的阻力损失。
通过合理的设计，可以实现流体的顺畅流动，并尽量减小阻力损失，提高整个系统的效率。
五、材料的选择与耐久性考虑在换热器设计中，材料的选择是至关重要的。
换热器需要能够承受高温、高压以及化学腐蚀等不同的工作环境。
因此，在选择换热器的材料时，需要考虑材料的热传导性能、耐腐蚀性能以及机械强度等因素。
热交换器原理与设计期末复习重点
热交换器原理与设计题型：填空20％名词解释（包含换热器型号表示法）20％简答10％计算（4题）50％0 绪论热交换器：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。
(2013-2014学年第二学期考题[名词解释]) 热交换器的分类：按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式按照传热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])1 热交换器计算的基本原理（计算题）热容量（W＝Mc）：表示流体的温度每改变1℃时所需的热量 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(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])传热有效度（ε）：实际传热量Q与最大可能传热量Q max之比2 管壳式热交换器管程：流体从管内空间流过的流径。
壳程：流体从管外空间流过的流径。
<1-2>型换热器：壳程数为1，管程数为2卧式和立式管壳式换热器型号表示法（P43）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])记：前端管箱型式:A——平盖管箱B——封头管箱壳体型式:E——单程壳体F——具有纵向隔板的双程壳体H——双分流后盖结构型式:P——填料函式浮头 S——钩圈式浮头 U——U形管束管子在管板上的固定：胀管法和焊接法管子在管板上的排列：等边三角形排列（或称正六边形排列）法、同心圆排列法、正方形排列法，其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])管壳式热交换器的基本构造：⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板产生流动阻力的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。
热交换器中的流动阻力：摩擦阻力和局部阻力管壳式热交换器的管程阻力：沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力管程、壳程内流体的选择的基本原则：（P74）管程流过的流体：容积流量小，不清洁、易结垢，压力高，有腐蚀性，高温流体或在低温装置中的低温流体。
热交换器复习重点
热交换器复习重点1.套管式换热器的特点优点：结构简单，适用于高温高压流体，特别是小容量流体的传热。
如果工艺条件变动，只要改变套管的根数，就可以增减热负荷。
另外，只要做成内管可以抽出的套管，就可以清除污垢，所以它亦适用于易生污垢的流体。
缺点：流动阻力大，金属消耗量多，而且体积大，占地面积大，故多用于传热面积不大的换热器。
2.换热器的四大计算包括：热计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。
3.相变换热中顺流还是逆流的换热温差有无差别？于其中有一种流体在相变的情况下进行传热，它的温差沿传热面不变，因此无顺流、逆流之别。
4.顺流的平均温差和温度的分布特点：两种流体向着同一方向平行流动，热流体的温度沿传热面不断降低，冷流体的温度沿传热面不断升高。
5.温度交叉能否出现在逆流换热和顺流换热逆流能，顺流不能。
6.采用胀管法固定管子时换热器压力一般不能超过？压力低于。
7.分程隔板的作用为了将热交换器的管程分为若干流程。
8.高效间壁式换热器包括哪些类型螺旋板式、板式、翅片管式及热管热交换器。
9.板式换热器的关键部件和最易出现故障的部件关键部件：传热板片。
故障部件：垫圈。
10.回转式空气预热器的特点优点：结构紧凑，节省钢材，耐腐蚀性好和受热面受到磨损和腐蚀时不增加空气预热器的漏风量等。
缺点：漏风量较大，对密封结构要求较高。
11．换热器中热应力方法在热交换器中，除了压力产生的应力外，还会于壳体、管子所接触的流体温度不等，使壳体、管束的伸长受到约束，从而在轴向产生拉应力或压应力。
这种温差引起的力称为温差应力或热应力、温差轴向应力。
12.确定传热系数的方法有哪几类？各自适用场合？方法：选用经验数据于设计者根据经验或参考书籍选用工艺条件相仿、设备类型类体，高粘度流体和在层流区流动的流体，饱和蒸汽。
14.热交换器流体的选用速度和最佳速度的关系选用速度是要尽量避免流体呈湍流状态，以保证设备在较大的传热系数下进行热交换，为避免产生过大的压降，才不得不选用层流状态下的流速。
热交换器原理与设计
绪论1.2.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。
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.Mc1℃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—对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。
4.顺流和逆流情况下平均温差的区别：在顺流时，不论W1、W2值的大小如何，总有μ＞０，因而在热流体从进口到出口的方向上，两流体间的温差△t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，μ＞０，△t不断降低，当W1＞W2时，μ＜０，△t不断升高。
5.P（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。
（定义式P12）7.从φ值的大小可看出某种流动方式在给定工况下接近逆流的程度。
除非处于降低壁温的目的，否则最好使φ＞0.9，若φ＜0.75就认为不合理。
（P22 例1.1）8.所谓Qmax是指一个面积为无穷大且其流体流量和进口温度与实际热交换器的流量和进口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。
9.实际传热量Q与最大可能传热量Qmaxε表示，即ε=Q/Qmax。
意义：以温度形式反映出热、冷流体可用热量被利用的程度。
10.根据ε的定义，它是一个无因次参数，一般小于1。
其实用性在与：若已知ε及t1′、t2′时，就可很容易地由Q=εW min(t1′-t2′)确定热交换器的实际传热量。
换热器
的面积和传热有效度。 解：首先分别画出顺流、逆流布置的温度分布图
W1=Wmax，W2=Wmin Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5
( ) ε = t' − t" max = t2" − t2' = 32 − 4 = 0.295
t1' − t2'
t1' − t2' 99 − 4
ε = 1 − exp[−NTU (1− Rc )] ⇒ NTU = 0.38
其中：Rc=Wmin/Wmax
相变时，Wmax → ∞; Rc → 0
逆流
ε = 1− exp[−NTU (1− Rc )] 1 − Rc exp[−NTU (1− Rc )]
例题：2.2 温度为 99 °C 的热水进入一个逆流热交换器，将 4 °C 的冷水加热到 32 °C。热水
的流量为 9360kg/h，冷水流量为 4680kg/h，平均传热系数为 830W/(m2 •°C )，试计算热交换器
或更换。 缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。 U 形管式换热器 构造：由 U 字形弯管组成管束，管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定。 优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。 缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。 适用场合：管内流体清洁、不易结垢，高温、高压、耐腐蚀性。 浮头式换热器 构造：管板一端与壳体以法兰实行固定连接，另一端可相对于壳体滑动。 优点：管内和管间清洗方便，不会产生热应力。 缺点：结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在操作中无法检查。 适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易结垢的场合。 填料函式换热器 优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间清洗方便。 缺点：填料处易泄漏。 适用场合：4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料
换热器原理与设计复习重点..
绪论：1.填空：1．按传递热量的方式，换热器可以分为间壁式, 混合式, 蓄热式5.换热器设计计算内容主要包括热计算、结构计算流动阻力计算和强度计算6.按温度状况来分，稳定工况的和非稳定工况的换热器3.举例说明5种换热器，并说明两种流体的传热方式？说明两种流体的传热机理？1）蒸发器：间壁式，蒸发相变—导热—对流2）冷凝器：间壁式，冷凝相变—导热—对流3）锅炉：间壁式，辐射—导热—对流4）凉水塔：混合式，接触传热传质5）空气预热器：蓄热式，对流—蓄热，蓄热—对流第一章1.填空：1．传热的三种基本方式是_导热__、____对流__、和辐射_。
2..两种流体热交换的基本方式是___直接接触式___、_间壁式_、和___蓄热式_。
5．通常对于气体来说，温度升高，其黏度增大，对于液体来说，温度升高，其黏度减小6．热计算的两种基本方程式是_传热方程式__和热平衡式_。
7．对于传热温差，采用顺流和逆流传热方式中，顺流传热平均温差小，逆流时传热平均温差大。
9.在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是增加管外程数和两台单壳程换热器串联工作。
10. 冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，横管传热系数较高。
11.对于单相流体间传热温差，算术平均温差值大于对数平均温差13．设计计算时，通常对传热面积进行判定，校核计算时，通常对传热量进行判定2.简答（或名词解释）：1. 什么是效能数？什么是单元数？（要用公式表示）答：实际情况的传热量q 总是小于可能的最大传热量qmax ，我们将q/qmax 定义为换热器的效能，并用 ε 表示，即 ()()()()max min min h h h c c c h c h c W t t W t t qq W t t W t t ε''''''--≡==''''-- 换热器效能公式中的 KA 依赖于换热器的设计， W min 则依赖于换热器的运行条件，因此， KA/W min 在一定程度上表征了换热器综合技术经济性能，习惯上将这个比值（无量纲数）定义为传热单元数NTU4、流体换热的基本方式有哪些？答：主要分为三种：直接接触式传热，蓄热式换热和间壁式换热。
换热器工作原理
换热器工作原理引言概述：换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它通过传导、对流和辐射等方式，实现热量的传递和平衡。
本文将详细介绍换热器的工作原理，包括热量传导、对流换热、辐射换热、换热器的类型和应用。
一、热量传导1.1 热传导的基本原理热传导是指热量通过物质内部的分子振动和碰撞传递的过程。
它遵循热量从高温区向低温区传递的规律，符合热力学第二定律。
热传导的速率与物质的导热性能有关，导热性能好的物质能够更快地传递热量。
1.2 热传导的影响因素热传导的速率受到多个因素的影响，包括物质的导热系数、温度差、物质的厚度和面积等。
导热系数是物质传导热量的能力，不同物质的导热系数差异很大。
温度差越大，热传导速率越快。
物质的厚度和面积越大，传导热量的能力越强。
1.3 热传导的应用热传导在换热器中起着重要作用。
通过合理设计换热器的传热面积和材料选择，可以提高热传导效率，实现热量的高效传递。
在工业生产中，热传导广泛应用于蒸汽发生器、冷凝器等热交换设备。
二、对流换热2.1 对流换热的基本原理对流换热是指热量通过流体的对流传递的过程。
在对流换热中，热量通过流体的传导和对流两种方式进行传递。
对流换热的速率与流体的流速、温度差、流体的物性等有关。
2.2 对流换热的影响因素对流换热的速率受到多个因素的影响，包括流体的流速、温度差、流体的物性、流体的流动方式等。
流速越大，对流换热速率越快。
温度差越大，热量传递越快。
流体的物性如导热系数、比热容等也会影响对流换热的效果。
2.3 对流换热的应用对流换热广泛应用于换热器中，例如散热器、冷却塔等。
通过合理设计换热器的流体通道和流速，可以提高对流换热效率，实现热量的快速传递。
在工业生产中，对流换热被广泛应用于空调系统、汽车发动机冷却系统等领域。
三、辐射换热3.1 辐射换热的基本原理辐射换热是指热量通过电磁辐射传递的过程。
所有物体都会发射电磁辐射，辐射的强度与物体的温度有关。
换热器原理知识点总结
换热器原理知识点总结一、换热器的基本原理（一）热传导和对流传热换热器的换热过程主要涉及到热传导和对流传热两种方式。
热传导是指热量通过物体内部的传递方式，对流传热则是指流体与物体表面发生热量交换的过程。
在换热器中，通过这两种方式实现两种流体之间的热量传递。
（二）换热器的热力学基础换热器的热力学基础主要涉及热平衡、温度差、热传导等概念。
在换热器中，不同流体之间必须达到热平衡，即两种流体的温度相等。
换热器的有效性取决于流体之间的温差，温差越大，热量传递效率越高。
此外，热传导是换热的主要方式之一，它取决于物体的热导率、厚度和传热面积等因素。
二、换热器的分类（一）按换热方式分类按照换热方式的不同，换热器可以分为直接接触换热器和间接换热器。
直接接触换热器是指两种流体直接接触并交换热量，常见的有冷凝器和蒸发器；间接换热器则是指通过换热表面将两种流体的热量传递，常见的有管壳式换热器和板式换热器等。
（二）按换热器结构分类换热器的结构形式有很多种，常见的包括管式换热器、壳管式换热器、板式换热器、螺旋板片换热器等。
不同的结构形式适用于不同的工艺条件和换热要求。
（三）按换热性能分类换热器的性能可分为传热效率、压降、热应力等，这些性能指标对换热器的运行稳定性、能效和安全性有重要影响。
传热效率是衡量换热器性能的重要指标，不同的流体、流速、换热面积等因素都会影响传热效率。
三、换热器的性能参数（一）传热系数传热系数是衡量换热器性能的重要参数之一，它表示单位时间内单位换热面积上的传热量。
传热系数的大小直接影响着换热效率和设备尺寸，传热系数越大，换热器的性能越好。
（二）压降压降是指流体在换热器中通过程中的压力损失，它与设备的阻力、流体速度、管道布局等因素有关。
理想的换热器应该具有较小的压降，以降低能耗和提高设备效率。
（三）换热面积换热面积是指换热器传热表面的总面积，它是决定传热效率的重要因素之一。
通过增加换热面积可以提高传热效率，但也会增加设备成本和维护难度。
《热交换器原理与设计》复习解读
b 密封垫圈
密封作用，防止介质漏出（外漏）
在两板片间造成一定的间隙，形成介质的流道（内漏）
双道密封 信号孔（凹槽） 当介质从第一道密封泄露时，可以从信号 空泄出，及早发现和检修 信号孔还可以避免介质穿通，防止一种介 质漏到另一种介质中去
承受压力、温度，耐流体的侵蚀 良好的弹性，可重复使用
材料 天然橡胶、丁晴橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡 胶、三元乙丙橡胶、硅胶（80-150℃以下） 压缩石棉、石棉橡胶（260-300℃）
复
习
第一章
什么是热交换器 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。
分类简介： 按传递热量的方法来分：
间壁式：冷热流体间有一个固体壁面，两种流体 不直接接触，热量通过壁面进行传递。
又可分为管式换热器、板式换热器、夹 套式换热器
混合式：冷热流体直接接触进行传热。 蓄热式（回热式）：冷热流体轮流和壁面接触， 热流体放热，冷流体吸热。
2.壳程结构
壳体 折流板 折流杆
防短路结构 壳程分程
⑴壳体
①接管→焊在壳体上，供壳程流体进、出。 ②防冲挡板 作用:减小流体的不均匀分布和对管束的侵蚀和震动， 在壳程进口接管处设置防冲挡板.
③导流筒
作用:a.充分利用换热面积, 减小壳程进出口处死区 b.也起防冲作用 c.减少壳程进出口处压降(外导流结构) 条件: 当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞区过大时， 应设置导流筒
在相同的流体进出口温度条件下，按逆流工作所需的传热 面积 Fcounter与按某种流动形式工作所需的传热面积 Fother 之比 值（传热系数相等的条件小），
温度修正系数 值的大小说明某种流动形式的换热器
即：
t m Fcounter t lm,c Fother
热交换器原理与设计期末复习重点1
热交换器原理与设计期末复习重点10绪论一、定义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他种流体的设备。
2、换热过程：在炼油、化工生产以及绝大多数工艺过程中都有加热、冷却和冷凝过程。
3、注意：在热交换器中至少有两种流体参加换热。
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。
二、热交换器在工程中广泛应用1、锅炉设备中的：过热器、省煤器、空气预热器；2、电厂热力系统中的：凝汽器、除氧器、给水加热器、冷水塔等；3、制冷工业中：蒸汽压缩式制冷机或吸收式制冷机中的蒸发器、冷凝器；4、冶金工业中高炉中的：热风炉，炼钢和轧钢生产工艺中的空气或煤气预热；5、制糖工业和造纸工业中的：糖液蒸发器和纸浆蒸发器。
三、衡量换热器的指标1、传热效率高（传热系数大）2、结构要紧凑（比表面积：传热面积与换热设备体积之比。
要大）3、要节省材料（比重量：单位体积消耗材料。
要小）4、压力降要小（流动阻力小）5、要求结构可靠、制造成本低、便于安装检修、使用周期长。
四、热交换器的分类1. 按照用途来分类（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。
（8）再热器：用于电厂再热循环。
（9）回热器：用于冷凝液的过冷。
（10）省煤器：用于加热锅炉的给水。
2. 按照制造的材料分类（1）金属材料换热器由金属材料加工制成的换热器。
常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。
因金属材料导热系数大，故此类换热器的传热效率高。
（2）非金属材料换热器有非金属材料制成的换热器。
换热基础必学知识点
换热基础必学知识点
1. 热传导：热传导是指通过物质内部的分子碰撞传递热量的现象。
物质的热传导性质取决于其导热系数和传热截面积。
2. 热对流：热对流是指通过流体的对流传递热量的现象。
流体的热对流性质取决于其传热系数和流体的流动速度。
3. 热辐射：热辐射是指物体通过辐射方式传递热量的现象。
热辐射不需要介质传递，可以在真空中传递热量。
4. 导热系数：导热系数是描述物质传导热量能力的物理量，表示单位时间内单位面积上的热量传递量。
导热系数越大，物体传导热量的能力越强。
5. 传热截面积：传热截面积是指传热过程中传热介质与边界之间接触的表面积。
传热截面积越大，热量传递的速度越快。
6. 传热系数：传热系数是描述传热过程中导热介质与边界之间热量传递能力的物理量，表示单位时间内单位面积上的热量传递量。
传热系数与传热介质的性质和流体流动状态有关。
7. 热阻：热阻是指阻碍热量传递的物理量。
热阻与介质的导热系数、传热截面积和传热路径长度有关，热阻越大，热量传递的难度越大。
8. 单位传热面积的传热率：单位传热面积的传热率是指单位时间内单位传热面积上的热量传递量。
传热率与传热系数和温度差有关。
9. 热平衡：热平衡是指在热传递过程中，两个或多个物体之间温度达
到一致的状态。
在热平衡状态下，热传递停止。
10. 热力学第一定律：热力学第一定律（能量守恒定律）是指能量在物体间转化和传递的过程中，能量的总量保持不变。
热量是能量的一种形式，因此热量的传递符合能量守恒定律。
热交换器原理与设计复习考核重点
热交换器原理与设计复习考核重点第二章管壳式热交换器1、管壳式热交换器按其结构的不同一般可分为固定管板式、U形管式、浮头式和填料式四种类型。
管壳式热交换器，具有结构简单、造价较低、选材范围广、适用范围广、处理能力大、清洗方便等优点，还能适应高温高压的要求。
但传热效果较差、体积比较庞大，因此在某些场合需要使用在传热性能、体积等方面具有一定优点的其他型式热交换器。
(1)固定管板式热交换器:将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，固称之为管板式热交换器。
结构比较简单，重量轻，在壳程数相同的条件下可排的管数多。
但是他的壳程不能检修和清洗，因此宜于流过不宜结垢和清洁的流体，当管束与壳体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。
从而发生流体的泄漏。
为避免后患可在外壳上装设膨胀节，但它只能减小而不能完全消除由于温差引起的热应力。
这种方法不能照顾到管子的相对移动。
(2)U形管式热交换器:管束由U字形弯管组成。
管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定，使每根管子具有自由伸缩的余地而不受其他管子及壳体的影响。
可将整个管束抽出清洗，但要清除内壁的污垢却比较困难，因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径，因而在制造时需要不同曲率的模子弯管，且使管板的有效利用率降低。
此外，损坏的管子也难于调换，U形管中间部分空间对热交换器的工———————————————————————————————————————————————作有着不利的影响，从而使热的应用受到很大的限制。
(3)浮头式换热器:两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接(为固定端)，另一端的管板不与壳体固定连接而可相对于壳体滑动，这一端为浮头端。
管束的热膨胀不受壳体的约束，壳体与管束之间不会因差胀而产生热应力。
需要清洗和检修时，仅将整个固定端抽出即可进行。
它的缺点是:浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，结果使壳体直径增大，或壳程与管束之间形成了阻力较小的环形通道，部分流体将有此处旁通而不参与热交换过程。
热交换器原理与设计总结(21)
热交换器的试验与研究
传热特性试验
阻力特性试验
强化传热 热交换器性能评价
对数平均温差，记为Δtm
t max t min t t t m tlm " t max t ln ln ' t min t
" '
对于对数温差，如果流体的温度沿传热面变 化不大Δtmax<2Δtmin时，可以用算术平均温差 0.5(Δtmax+ Δtmin)近似计算，误差在4％以内。 Δtmax<1.7Δtmin时,误差在2.3％以内.
1 同左； 2 根据热交换器的设计原 则，确定流动方式，求 出RC和ε，用相应的公 式或线图求出传热单元 数值NTU； 3 同左； 4 由F=WminNTU/K确定传 热面积F。
校核性热力计算的比较
平均温差法 1 假定一个出口温度，利用 热平衡方程求出另一个未 知温度； 2 由传热面的已知布置情况 计算相应的传热系数K； 3 根据四个进出口温度及流 体的流动方式，计算出平 均温差Δtm； ； 4 将F、K、△tm代入传热方 程，计算传热量Q； 5 根据热平衡方程核算流体 出口温度； 6将所求温度与假设值相比， 根据误差情况决定是否需 要重新假设。 传热单元数法
1 1 ) W1 W2
t t e t t
" 1 ' 1 " 2 ' 2
KF (
1 1 ) W1 W2
热平衡方程
t t W1 t t W2
" 2 ' 1 ' 2 " 1
1 e 1 Rc
NTU (1 Rc )
顺流条件下
1 e 1 Rc
热交换器知识点
热交换器知识点(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除绪论：一、填空：1)按传递热量的方式，换热器可以分为间壁式, 混合式, 蓄热式2)对于沉浸式换热器，传热系数低，体积大，金属耗量大。
3)相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数较低，喷淋式换热器冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿.4)在沉浸式换热器、喷淋式换热器和套管式换热器中，套管式换热器中适用于高温高压流体的传热。
5)换热器设计计算内容主要包括热计算、结构计算、流动阻力计算和强度计算6)按温度状况来分，稳定工况的和非稳定工况的换热器7)对于套管式换热器和管壳式换热器来说，套管式换热器金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。
8)传热的三种基本方式是_导热__、____对流__、和辐射_。
9)两种流体热交换的基本方式是_直接接触式_、_间壁式_、和__蓄热式_。
10)采用短管换热，由于有入口效应，边界层变薄，换热得到强化。
11)采用螺旋管或者弯管。
由于拐弯处截面上二次环流的产生，边界层遭到破坏，因而换热得到强化，需要引入大于1 修正系数。
12)通常对于气体来说，温度升高，其黏度增大，对于液体来说，温度升高，其黏度减小13)热计算的两种基本方程式是_传热方程式__和热平衡式_。
14)对于传热温差，采用顺流和逆流传热方式中，顺流传热平均温差小，逆流时传热平均温差大。
15)当流体比热变化较大时，平均温差常常要进行分段计算。
16)在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是增加管外程数和两台单壳程换热器串联工作。
17)冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，横管传热系数较高。
18)根据管壳式换热器类型和标准按其结构的不同一般可分为：固定管板式换热器、 U型管式换热器、浮头式换热器、和填料函式换热器等。
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绪论：1.填空：1．按传递热量的方式，换热器可以分为间壁式, 混合式, 蓄热式5.换热器设计计算内容主要包括热计算、结构计算流动阻力计算和强度计算6.按温度状况来分，稳定工况的和非稳定工况的换热器3.举例说明5种换热器，并说明两种流体的传热方式？说明两种流体的传热机理？1）蒸发器：间壁式，蒸发相变—导热—对流2）冷凝器：间壁式，冷凝相变—导热—对流3）锅炉：间壁式，辐射—导热—对流4）凉水塔：混合式，接触传热传质5）空气预热器：蓄热式，对流—蓄热，蓄热—对流第一章1.填空：1．传热的三种基本方式是_导热__、____对流__、和辐射_。
2..两种流体热交换的基本方式是___直接接触式___、_间壁式_、和___蓄热式_。
5．通常对于气体来说，温度升高，其黏度增大，对于液体来说，温度升高，其黏度减小6．热计算的两种基本方程式是_传热方程式__和热平衡式_。
7．对于传热温差，采用顺流和逆流传热方式中，顺流传热平均温差小，逆流时传热平均温差大。
9.在采用先逆流后顺流<1-2>型热效方式热交换器时，要特别注意温度交叉问题，避免的方法是增加管外程数和两台单壳程换热器串联工作。
10. 冷凝传热的原理，层流时，相对于横管和竖管，横管传热系数较高。
11.对于单相流体间传热温差，算术平均温差值大于对数平均温差13．设计计算时，通常对传热面积进行判定，校核计算时，通常对传热量进行判定2.简答（或名词解释）：1. 什么是效能数？什么是单元数？（要用公式表示）答：实际情况的传热量q 总是小于可能的最大传热量qmax ，我们将q/qmax 定义为换热器的效能，并用 ε 表示，即 ()()()()max min min h h h c c c h c h c W t t W t t qq W t t W t t ε''''''--≡==''''-- 换热器效能公式中的 KA 依赖于换热器的设计， W min 则依赖于换热器的运行条件，因此， KA/W min 在一定程度上表征了换热器综合技术经济性能，习惯上将这个比值（无量纲数）定义为传热单元数NTU4、流体换热的基本方式有哪些？答：主要分为三种：直接接触式传热，蓄热式换热和间壁式换热。
直接接触式传热直接接触式传热的特点是冷、热两流体在换热器中以直接混合的方式进行热量交换，也称混合式换热。
蓄热式换热蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。
室中充填耐火砖作为填料，当冷、热流体交替的通过同一室时，就可以通过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体，达到两流体换热的目的。
间壁式换热间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别在壁的两侧流动，不相混合，通过固体壁进行热量传递。
3.计算题1.有一蒸汽加热空气的热交换器，它将流量为5kg/s 的空气从10℃加热到60℃，空气与蒸汽逆流，其比热为1.02KJ/(kg ℃),加热蒸汽系压力为P=0.3Mpa,温度为150℃的过热蒸汽，在热交换器中被冷却为该压力下90℃的过冷水，试求其平均温差。
（附：饱和压力为0.3MP,饱和蒸汽焓为2725.5KJ/kg ，饱和水焓为561.4KJ/kg.150℃时，水的饱和温度为133℃，过热蒸汽焓为2768 KJ/kg ，90时，过冷水的焓为377 KJ/kg ）解：由于蒸汽的冷却存在着相变，因此在整个换热过程中，蒸汽的比热不同，在整个换热过程中的平均温差应该分段计算再求其平均值。
将整个换热过程分为三段：过热蒸汽冷却为饱和蒸汽所放出的热量Q1，相变过程的换热量Q2，从饱和水冷却到过冷水所放出的热量Q3Q=M2C2(t"2-t'2)=5×1.02×50＝255KJ/s；根据热平衡蒸汽耗量M1=Q/(i'1-i"1)=255/(2768-377) =0.1066kg/s因为在热交换器换热过程中存在着两个冷却过程和一个冷凝过程，因而将之分为三段计算。
Q1= M1(i'1-i’)=0.1066×(2768-2725.5)=4.531 KJ/sQ2= M1(i’-i”)=0.1066×(2725.5-561.4)=230.693 KJ/sQ3= M1(i”-i"1)=0.1066×(561.4-377)=19.657 KJ/s因为Q3＝M2C2(t b-t'2)，可得t b＝19.567/(5×1.02)+10=13.837℃因为Q2+ Q3＝M2C2(t a-t'2),可得t a＝250.47/(5×1.02)+10=59℃△t1=[(150-60)-(133-59)]/ln[(150-60)/(133-59)]=81.7℃△t2=[(133-13.837)-(133-59)] /ln[(133-13.837)/(133-59)]=94.725℃△t3=[(90-10)-(133-13.837)]/ ln[(90-10)/ (133-13.837)]=98.212 ℃总的平均温差为：△tm=Q/(Q1/△t1+ Q2/△t2+ Q3/△t3)=255/(4.531/81.7+230.693/94.725+19.657/98.212) ℃=94.8℃沿换热器流程温度示意图如下：3、一换热器用100℃的水蒸汽将一定流量的油从20℃加热到80℃。
现将油的流量增大一倍，其它条件不变，问油的出口温度变为多少？注： 解：根据题意，相比较水蒸气换热为相变换热的流体，油为热容值小的流体()()()()min 8020C 010020Cc c c c c h c h c W t t t t W t t t t ''''''---︒====''''---︒（）.75（）ε 因此根据效能数和单元数的关系1NTU e -ε=-可得：0.25NTU e -=现将油的流量增大一倍，其它条件不变，单元数减小为原来的0.5倍，因此0.50.250.5NTU e -==可得()()"20C 010020C c c c h c t t t t t '''--︒===''--︒（）.5（）ε 解得1NTUe -ε=-"60c t C =︒。
4.某换热器用100℃的饱和水蒸汽加热冷水。
单台使用时，冷水的进口温度为10℃，出口温度为30℃。
若保持水流量不变，将此种换热器五台串联使用，水的出口温度变为多少？总换热量提高多少倍？解：根据题意，将换热器增加为5台串联使用，将使得传热面积增大为原来的5倍，相比较水蒸气换热为相变换热的流体，水为热容值小的流体，因此()()()()min 3010C 010010Cc c c c c h c h c W t t t t W t t t t ''''''---︒====''''---︒（）.22（）ε 因此根据效能数和单元数的关系1NTU e -ε=-可得：0.78NTU e -=现将传热面积增大为原来的5倍，单元数增大为原来的5倍，由于50.780.29NTU e -==效能数为()()10C 10.2910010C c c c h c t t t t t '''-''-︒===-''--︒（）（）ε 水的出口温度为"73.9c t C =︒根据热平衡式，对于冷水，热容值不变，温差增大的倍数为换热量增加的倍数：73.910C 3.1953010C-︒=-︒（）（） 第二章1.填空：1.根据管壳式换热器类型和标准按其结构的不同一般可分为：固定管板式换热器、U型管式换热器、浮头式换热器、和填料函式换热器等。
2.对于固定管板式换热器和U型管式换热器，固定管板式换热器适于管程走易于结垢的流体3相对于各种类型的管壳式换热器固定管板式换热器不适于管程和壳程流体温差较大的场合。
4. 相对于各种类型的管壳式换热器，填料函式换热器不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料的物性限制。
5．管子在管板的固定，通常采用胀管法和焊接法6. 在管壳式换热器中，管子的排列方式常有等边三角形排列（正六角形排列）法、同心圆排列法和正方形排列法排列法。
7.如果需要增强换热常采用等边三角形排列（正六角形排列）法、，为了便于清洗污垢，多采用正方形排列。
同心圆排列法使得管板的划线、制造和装配比较困难。
8.为了增加单位体积的换热面积，常采用小管径的换热管9.为了提高壳程流体的流速和湍流强度，强化流体的传热，在管外空间常装设纵向隔板和折流板。
10.折流板的安装和固定通过拉杆和定距管14.在廷克流动模型中ABCDE5股流体中，真正横向流过管束的流路为B股流体, D股流体折流板与壳体内壁存在间隙而形成的漏流,设置旁路挡板可以改善C流路对传热的不利影响15.若两流体温差较大，宜使传热系数大的流体走壳程，使管壁和壳壁温差减小。
17.采用小管径换热器，单位体积传热面积增大、结构紧凑、金属耗量减少、传热系数提高18.流体诱发振动的原因是涡流脱落，湍流抖振和流体弹性旋转19.减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率，在弓形折流板缺口处不排管，将减小管子的支撑跨距2.名词解释：(2).布管限定圆热交换器的管束外缘受壳体内径的限制，因此在设计时要将管束外缘置于布管限定圆之内，布管限定圆直径D l 大小为浮头式： 固定板或U 型管式3.简答：(1).试分析廷克流动模型各个流路及其意义答：(1) 流路A ，由于管子与折流板上的管孔间存在间隙，而折流板前后又存在压差所造成的泄漏，它随着外管壁的结垢而减少。
(2) 流路B ，这是真正横向流过管束的流路，它是对传热和阻力影响最大的一项。
(3) 流路C ，管束最外层管子与壳体间存在间隙而产生的旁路，此旁路流量可达相当大的数值。
设置旁路挡板，可改善此流路对传热的不利影响。
(4) 流路D ，由于折流板和壳体内壁间存在一定间隙所形成的漏流，它不但对传热不利，而且会使温度发生相当大的畸变，特别在层流流动时，此流路可达相当大的数值。
(5) 流路E ，对于多管程，因为安置分程隔板，而使壳程形成了不为管子所占据的通道，若用来形成多管程的隔板设置在主横向流的方向上，他将会造成一股（或多股）旁路。
此时，若在旁通走廊中设置一定量的挡管，可以得到一定的改善。
1232()L i D D b b b =-++32L i D D b =-(3).找出下列图中，换热器的名称及各零部件名称和及作用1)固定管板式换热器1.折流板---使壳程流体折返流动，提高传热系数。