对采暖空调中几种常用换热器的分析
常见换热器类型及间壁换热效率要素分析
常见换热器类型及间壁换热效率要素分析
常见换热器类型及间壁换热效率要素分析
[摘要]平壁、圆筒壁换热器的类型及相应的传热分析。
【关键词】换热器;类型;间壁换热效率;分析
(一)换热器类型简介
换热器主要类型分:间壁式{套管式、壳管式、交叉流换热器、板式、螺旋板式}、混合式、蓄热式。
具体:
间壁式——冷热流体分别位于固体壁面两侧,而由壁面间接隔开来。
混合式——冷热流体通过直接接触、相互混合来实现换热。
回热式——冷热流体交替地通过同一换热表面而实现热量交换的设备称为蓄热式换热器。
蓄热式——固体壁面除了换热外还起到蓄热的作用:高温流体流过时,固体壁面吸收并积蓄热量,然后释放给接着流过的低温流体,这种换热器的热量传递过程是非稳态的。
(二)间壁式换热器的主要型式
(1) 套管式换热器:最简单的一种间壁式换热器,流体有顺流和逆流两种,适用于传热量不大或流体流量不大的情形
(2) 管壳式换热器:最主要的一种间壁式换热器,传热面由管束组成,管子两端固定在管板上,管束与管板再封装在外壳内。
两种流体分管程和壳程。
(3) 交叉流换热器:间壁式换热器的又一种主要形式。
其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。
交叉流换热器又分管束式、管翅式和板翅式三种。
把单位体积内所包含的换热面积作为衡量换热器紧凑程度的衡量指标,一般将大于700m2/m3的换热器称为紧凑式换热器,板翅式换热器多属于紧凑式,因此,日益受到重视。
(4) 板式换热器:由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成,
冷热流体间隔地在每个通道中流动,其特点是拆卸清洗方便,故适用于含有易结垢物的流。
换热器分类和特点
换热器分类和特点
1. 板式换热器啊,那可是换热器家族里的小巧精灵!就像你家里那精致的小摆件,体积不大但功能强大。
你看,在一些需要紧凑空间的地方,它就能大显身手啦!比如说小型的暖通系统。
2. 管式换热器,这可是个厉害的家伙!像个大力士一样,能承受很大的压力和温度呢!大型化工厂不就经常用它嘛,那可真是稳定运行的保障啊!
3. 翅片管式换热器,哎呀呀,就像是给换热器穿上了超级保暖的羽绒服!加大了换热面积呢。
汽车的散热器不就是用它来保证汽车不“发烧”嘛!
4. 螺旋板式换热器,这多特别呀,像一条盘旋的巨龙!弯曲的设计让它在一些特殊工况下表现超棒的哟,想想那些不走寻常路的工业流程就懂啦!
5. 板翅式换热器,嘿,这就是个结合体呀!兼具了板式和翅片式的优点呢,难道不是很牛?航天领域用它来保障设备的正常运行,厉害吧!
6. 沉浸式换热器,哇哦,就像人泡在温泉里一样,那是全方位的接触换热呀!在一些需要简单直接换热的场合,它可不会让人失望,好比家用的热水器啊。
7. 喷淋式换热器,你想想,就像给换热器冲了个舒服的热水澡!让换热更加高效快速。
食品加工行业很多就靠它来保持温度呢!
8. 蓄热式换热器,这可是个能“存能量”的宝贝呀!就好像你存钱一样,把热量存起来等需要的时候再用。
钢铁厂的余热回收不就常用它嘛。
9. 混合式换热器,那真的是各种方式都来一点呀,超级灵活的呢!像个多面手一样。
在一些复杂的工艺中,它能自如应对,多厉害呀!
总之呀,换热器的种类这么多,各有各的特点和用处,我们可真得好好了解它们,才能让它们在合适的地方发挥最大的作用呀!。
各种换热器的原理特点及适用范围
各种换热器的原理、特点及适用范围一、T 型翅片管一、原理及特点1、原理T型翅片管是由光管经过滚轧加工成型的一种高效换热管。
其结构特点是在管外表面形成一系列螺旋环状T型隧道。
管外介质受热时在隧道中形成一系列的气泡核,由于在隧道腔内处于四周受热状态,气泡核迅速膨大充满内腔,持续受热使气泡内压力快速增大,促使气泡从管表面细缝中急速喷出。
气泡喷出时带有较大的冲刷力量,并产生一定的局部负压,使周围较低温度液体涌入T型隧道,形成持续不断的沸腾。
这种沸腾方式在单位时间内,单位表面积上带走的热量远远大于光管,因而这种管型具有较高的沸腾传热能力。
2、特点⑴传热效果好。
在R113工质中T管的沸腾给热系数比光管高1.6-3.3倍。
⑵常规的光管换热器,只有当热介质的温度高于冷介质的沸点或泡点12℃-15℃时,冷介质才会起泡沸腾。
而T型翅片管换热器只需2℃-4℃的温差,冷介质就可沸腾,且鼓泡细密、连续、快速,形成了与光管相比的独特优势。
⑶以氟利昂11为介质的单管实验表明,T型管沸腾给热系数可达光管的10倍;以液氨为介质的小管束实验结果,总传热系数为光管的2.2倍;C3、C4烃类分离塔的再沸器工业标定表明,低负荷时,T 型管总传热系数比光滑管高50%,大负荷时高99%。
⑷较铝多孔表面传热管的价格便宜。
⑸由于隧道内部的气液扰动非常激烈以及气体沿T缝高速喷出,因而无论是T型槽内部还是管外表面,都不易结垢,这一点保证了设备能长期使用而传热效果不会受到结垢的影响。
二、应用场合只要壳侧介质比较干净、无固体颗粒、无胶质,均可采用T型翅片管作换热元件,形成T型翅片管式高效换热器,以提高壳侧沸腾传热效果。
二、低螺纹翅片管一、原理及特点1、原理低螺纹翅片管是普通换热管经轧制在其外表面形成螺纹翅片的一种高效换热管型,其结构如图所示:这种管型的强化作用是在管外。
对介质的强化作用一方面体现在螺纹翅片增加了换热面积;另一方面是由于壳程介质流经螺纹管表面时,表面螺纹翅片对层流边层产生分割作用,减薄了边界层的厚度。
换热器类型介绍及设计案例
换热器类型介绍及设计案例换热器(Heat exchanger)是一种用于热的传递设备,用于将热量从一个介质传递到另一个介质,而不会将两者混合在一起。
换热器在工业、建筑和家庭中被广泛应用,用于加热、冷却和空调等领域。
本文将介绍一些常见的换热器类型,并提供一些设计案例。
一、直接换热器(Direct Heat Exchanger)直接换热器是最常见的一种换热器类型,也称为热交换管或管式热交换器。
它由一根或多根管道组成,其中一个介质通过管道,将热量传递给另一个介质。
直接换热器广泛应用于石化、化学、食品加工和供暖等领域。
设计案例:工业热水锅炉工业热水锅炉是一种直接换热器,用于生产和供应热水。
它由一个燃烧室和一个热水管道组成。
燃烧室中燃烧燃料产生的热量通过管道传递给流经其中的水,将水加热到所需温度。
二、间接换热器(Indirect Heat Exchanger)间接换热器是通过壁面传递热量的一种换热器类型。
在这种换热器中,两个介质分别通过不同的通道流动,通过壁面传递热量。
间接换热器广泛应用于电站、化工和冶金等领域。
设计案例:蒸汽凝结器蒸汽凝结器是一种间接换热器,用于电站中的蒸汽循环系统。
蒸汽在蒸汽轮机中通过传递热量产生功率,然后进入蒸汽凝结器,通过与冷却介质在壁面之间的传热,将蒸汽冷却成水,并回流到锅炉再次循环使用。
三、板式换热器(Plate Heat Exchanger)板式换热器是一种利用金属板堆叠组成的换热器,将热量传递给另一个介质。
板式换热器的设计紧凑、效率高,广泛应用于食品、制药、化工和制冷等领域。
设计案例:蒸气冷凝器蒸气冷凝器是一种板式换热器,被广泛应用于制冷和空调系统中。
蒸发器中的制冷剂通过板式换热器中的金属板与冷却剂传热,将制冷剂中的热量传递给冷却剂,使制冷剂冷却并凝结为液体。
四、空气换热器(Air Heat Exchanger)空气换热器主要用于传递空气中的热量。
它将热空气和冷空气通过不同的通道流动,并通过壁面传递热量。
十一种换热器工作原理和特点图文讲解
十一种换热器工作原理和特点图文讲解一、换热器1、U形管式换热器每根管子都弯成U形,固定在同一侧管板上,每根管可以自由伸缩,也是为了消除热应力。
性能特点:(1)优点此类换热器的特点是管束可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而产生热应力,热补偿性能好;管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;承压能力强;管束可从壳体内抽出,便于检修和清洗,且结构简单,造价便宜。
(2)缺点是管内清洗不便,管束中间部分的管子难以更换,又因最内层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部分布管不紧凑,所以管子数不能太多,且管束中心部分存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。
此外,为了弥补弯管后管壁的减薄,直管部分需用壁较厚的管子。
这就影响了它的使用场合,仅宜用于管壳壁温相差较大,或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。
2、沉浸式蛇管换热器沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器,是间壁式换热器种类之一。
根据管外流体冷却方式的不同,蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。
(1)优点这是一种古老的换热设备。
它结构简单,制造、安装、清洗和维修方便,便于防腐,能承受高压,价格低廉,又特别适用于高压流体的冷却、冷凝,所以现代仍得到广泛应用。
(2)缺点由于容器体积比管子的体积大得多、笨重、单位传热面积金属耗量多,因此管外流体的表面传热系数较小。
为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。
3、列管式换热器冷流体走管内,热流体经折流板走管外,冷、热流体通过间壁换热。
性能特点:列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。
因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。
换热器的种类及应用
换热器的种类及应用换热器是一种用于传热的设备,广泛应用于化工、电力、冶金、石油等行业。
根据传热方式和工作原理的不同,换热器可以分为多种类型。
1. 管壳式换热器:管壳式换热器是最常见的换热器之一。
它由管束和外壳组成,热媒通过管束流动,被换热的物质则在外壳中流动,通过管壳内外流体的对流和传导传热,实现换热过程。
管壳式换热器广泛应用于化工、冶金等行业的蒸发、冷凝、汽化、加热等工艺中。
2. 板式换热器:板式换热器采用多层波纹板组成,通过多个波纹板的叠加形成通道,在通道内实现换热。
板式换热器具有换热效率高、紧凑、易于清洗等优点,被广泛应用于空调、制冷、化工、食品加工等领域。
3. 管束式换热器:管束式换热器由多根平行布置的管子组成,通过管子内的热媒与外壳中的被换热物质进行换热。
管束式换热器适用于高温、高压、粘稠液体的换热过程,常用于石油、化工等行业。
4. 螺旋板换热器:螺旋板换热器采用螺旋板作为热传输面,通过螺旋板的内外壁形成两个流通通道,通过流体在螺旋板内外壁之间交替流动,实现换热。
螺旋板换热器具有高换热效率、低压降等优点,广泛应用于化工、制药等行业。
5. 空气冷却器:空气冷却器以空气作为冷却介质,通过与被冷却物质接触,将被冷却物质的热量传递给空气,使其冷却。
空气冷却器广泛应用于电力、化工等行业中的冷却系统,如发电厂中的冷却塔、汽车发动机中的散热器等。
6. 管式加热器:管式加热器是一种通过将热媒加热后传递给被加热物质,实现加热的设备。
管式加热器应用于化工、电力等行业中需要对物质进行加热的工艺中,如石油精制中的加热炉、电站中的锅炉等。
总之,换热器可以根据不同的换热原理和应用场景,分为管壳式换热器、板式换热器、管束式换热器、螺旋板换热器、空气冷却器和管式加热器等多种类型。
这些换热器在不同的工业领域中发挥着重要作用,提高了能源利用效率,降低了设备运行成本,促进了工业生产的发展。
浅谈换热器的分类和特点
浅谈换热器的分类和特点换热器是一种用于在流体之间传递热量的设备,常用于加热、冷却或蒸发过程中。
按照不同的分类标准,换热器可以分为以下几类:1. 根据换热介质的形式:(1) 气液换热器:主要用于气体与液体之间的换热,如汽水换热器、空气冷却器等。
(2) 液液换热器:主要用于液体与液体之间的换热,如管壳式换热器、板式换热器等。
(3) 气气换热器:主要用于气体之间的换热,如空气预热器、再热器等。
2. 根据传热方式:(1) 直接传热式换热器:换热介质之间直接接触传热,如冷却塔、喷淋式换热器等。
(2) 间接传热式换热器:换热介质之间通过壁面传热,如管壳式换热器、板式换热器等。
3. 根据结构形式:(1) 管壳式换热器:由管束和外壳组成,换热介质分别流过管内和管外。
(2) 板式换热器:由一系列平行的金属板组成,换热介质分别流过板间和板外。
(3) 管束式换热器:由多个平行排列的管子组成,换热介质分别流过管内和管外。
(4) 换热管:由单个管子组成,流体分别流过管内和管外。
换热器的特点主要有以下几点:1. 传热效率高:换热器能够通过不同的传热方式和结构设计,提高传热效果,从而实现高效的热量传递。
2. 热损失小:换热器通过良好的隔热设计和密封性能,能够减少热量的散失,提高能源利用效率。
3. 结构紧凑:换热器通常采用紧凑型结构设计,占用空间小,适用于各种工艺设备的组织。
4. 维护方便:换热器的结构简单,维护保养方便,能够减少设备的停机时间和维护成本。
5. 适应性强:换热器可以根据不同的工艺需求和介质特性进行定制设计,适用范围广泛。
(完整版)换热器的分类
换热器的分类➢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➢主要内容:1. 根据工艺要求,选择适当的换热器类型;2. 通过计算选择合适的换热器规格。
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。
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。
换热器类型介绍及设计案例
: 4.7 换热器分类: ①按用途---加热器、冷却器、冷凝器、再沸器、蒸发器等。
②按冷热流体热量交换的原理和方式直接接触式:冷、热直接混合。
蓄热式t h 蓄热式:热ΦΦ流体冷流冷流体体t ct h,wt c,w热流体流体通过间壁的热交换蓄热式换热器示意图间壁式:冷、热两流体由固体壁隔开,不直接接触4.7.1 间壁式换热器的类型(1)(1) 夹套式换热器◎结构:在容器外壁安装夹套制成搅拌器套制成。
◎优点:结构简单。
缺点◎缺点:传热面受容器壁面限制,传热系数小。
◎应用范围:主要用于反应过程的加热或冷却。
◎强化传热方法:釜内安装搅拌器,加螺旋隔板加螺旋隔板,在釜内安装蛇管。
夹套式换热器(2) 沉浸式蛇管换热器()◎结构:将金属管子绕成各种形状,沉浸在液体中。
◎优点:结构简单,便于防腐,能承受高压。
◎缺点:管外流体的湍流程度低,表面传热系数较小。
管内易除垢。
◎强化传热方法:可安装搅拌器。
蛇管的形状(3) 喷淋式换热器直管水槽◎结构:将换热管成排地固定于支架上,热流体在管内流动,冷却水由管上方的喷淋喷淋式冷却器冷却水由管上方的喷淋。
◎优点:湍流程度高,传热效果好;冷却水在喷林中气化,携带热量,降低冷却水温度;便于检修和清洗。
◎喷淋不易均匀,杂质易进入冷却水。
缺点:喷淋不易均匀,杂质易进入冷却水◎应用范围:多用于冷却管内的热流体。
(4)套管式换热器外管内管套管式换热器◎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。
◎优点:表面传热系数大;逆流流动,平均温差最大;结构简优点表系数大流流均差大结构简单;能承受高压。
缺点占地面极大耗材量大易泄漏◎缺点:占地面极大;耗材量大;易泄漏。
◎应用范围:流量不大,粘度较大,传热面积不多,压强较高(5)管壳式换热器又称为列管式换热器,是最典型的间壁式换热器。
又称为列管式换热器是最典型的间壁式换热器◎结构:壳体、管束、管板、折流挡板和封头。
暖通空调工程中换热器的应用分析
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暖通空调工程中换热器的应用分析
暖通空调工程中换热器的应用分析换热器是暖通空调工程中一个非常重要的设备,它的作用是在系统中实现热量的传递和调节。
换热器的应用分析可以从以下几个方面进行探讨。
首先,换热器的种类非常多样,常见的有板式换热器、螺旋板式换热器、壳管式换热器、空气换热器等。
不同的换热器种类适用于不同的应用场景和工况要求。
对于暖通空调工程来说,壳管式换热器和空气换热器是最常见的两种,其应用主要集中在冷热水系统和新风系统中。
其次,换热器在暖通空调工程中的应用能够实现热量的回收和能量的节约。
在冷热水系统中,通过将回水与供水进行热量交换,能够提高热水供应的效率,减少能源的消耗。
在新风系统中,通过将排风与新风进行热量交换,能够实现热能的回收利用,减少暖通空调系统的热负荷,降低系统的运行成本。
此外,换热器在暖通空调工程中还能够实现温度的调节和控制。
在冷热水系统中,通过调节换热器的供回水温差,可以控制供水的温度,满足不同的使用需求。
在新风系统中,通过调节换热器的送回风温差,可以控制新风的温度,保证室内空气的舒适度。
此外,换热器的设计和选型是一个非常重要的环节。
正确的设计和选型可以保证换热器的效率和性能。
在设计阶段,需要考虑流体的流量、温度和压降等参数,选择合适的换热器类型和规格。
在选型阶段,需要根据工程的实际情况和要求,选择具有合适传热面积和传热系数的换热器。
最后,换热器的维护和保养对于保证系统的正常运行和延长设备的使用寿命至关重要。
定期清洗和检修换热器,防止管道堵塞和腐蚀等问题的发生。
同时,合理使用和操作换热器,避免过载和过热,可以有效地延长其使用寿命。
综上所述,换热器在暖通空调工程中具有重要的应用价值。
通过对换热器的应用分析,可以更好地了解其在系统中的作用和作用机理,进而进行合理的选型和设计,保证系统的性能和效率。
此外,合理的维护和保养换热器,能够延长设备的使用寿命,减少维修和更换的成本。
换热器的基本类型
换热器的基本类型换热器是一种用于传递热量的设备,广泛应用于工业生产、能源领域以及民用领域。
根据不同的工作原理和结构特点,换热器可以分为多种基本类型。
本文将对常见的换热器类型进行介绍,包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器和螺旋板式换热器。
壳管式换热器是一种常见的换热器类型,它由壳体和管束组成。
壳体通常由钢制成,内部设有管束,管束中流动着需要传递热量的介质。
壳体与管束之间的空间称为壳程,介质通过壳程流动,与管束中的介质进行热量交换。
壳管式换热器具有结构简单、换热效果好的特点,广泛应用于石化、化工、电力等行业。
板式换热器是一种将多个金属板叠放在一起组成的换热器。
板式换热器通过板间的通道使介质流动,实现热量交换。
板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗维护方便的特点,被广泛应用于食品加工、制药、暖通空调等领域。
管束式换热器是一种将多个管子束缚在一起形成的换热器。
管束式换热器通常由管束、壳体和管板组成。
介质通过管束中的管子流动,与管子外的介质进行热量交换。
管束式换热器具有结构紧凑、传热效率高的特点,适用于高压、高温、强腐蚀介质的换热。
螺旋板式换热器是一种将两个螺旋形的金属板叠放在一起组成的换热器。
螺旋板式换热器通过螺旋通道使介质流动,实现热量交换。
螺旋板式换热器具有传热效率高、体积小、适用于高粘度介质的特点,被广泛应用于化工、制药、食品等行业。
除了上述几种基本类型的换热器,还有其他一些特殊类型的换热器,如管壳式换热器、螺旋换热器等。
这些换热器根据不同的工作原理和结构特点,可以满足不同领域对换热需求的要求。
在选购换热器时,需要根据具体的工作条件和需求选择合适的换热器类型。
需要考虑的因素包括介质的性质、温度压力、流量要求以及换热效率等。
此外,还需要考虑设备的运行成本、维护保养难度以及可靠性等方面的因素。
总的来说,换热器是一种重要的热交换设备,根据不同的工作原理和结构特点,可以分为多种基本类型。
每种类型的换热器都有其适用的场景和优缺点,选购时需要根据具体需求进行选择。
九种换热器的工作原理、优缺点及注意事项(动图详解)
九种换热器的工作原理、优缺点及注意事项(动图详解)按照换热器的传热方式,换热器可分为三大类:直接接触式换热器,也叫混合式换热器,是冷热流体进行直接接触并换热的设备。
通常情况下,直接接触的两种流体是气体和汽化压力较低的液体;蓄能式换热器的工作原理,是利用固体物质的导热特性,具体而言,热介质先将固体物质加热到一定温度,冷介质再从固体物质获得热量,通过此过程可实现热量的传递;间壁式换热器,也是利用了中介物的热传导,冷、热两种介质被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换。
对于供热企业而言,间壁式换热器的应用最为广泛。
根据结构的不同,它还可划分为管式换热器、板式换热器和热管换热器。
01管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。
▲管壳式换热器根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、填料函式换热器等四种类型。
02固定管板式换热器固定管板式换热器是管壳式换热器的一种。
固定管板式换热器两端的管板采用焊接的方式与壳体连接,主要由外壳、管板、管束、顶盖(封头)等部件构成。
▲固定管板式换热器固定管板式换热器的优点是:◆结构简单;◆在相同的壳体直径内,排管数最多,旁路最少;◆每根换热管都可以进行更换,且管内清洗方便。
固定管板式换热器的缺点是:◆壳程不能进行机械清洗;◆当换热管与壳体的温差较大(大于50℃)时会产生温差应力,解决措施是在壳体上设置膨胀节,因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高;◆只适用于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工作场合。
03浮头式换热器浮头换热器是管壳式换热器的一种,它有一端管板不与外壳相连,可以沿轴向进行自由浮动,也称为浮头。
浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成,是可拆连接,管束可从壳体内抽出。
换热器选型详解
换热器选型详解各种类型的换热器作为工艺过程必不可少的设备,如何根据不同的工艺生产流程和生产规模,设计出投资省、能耗低、传热效率高、维修方便的换热器是一项非常重要的工作。
换热器分类按工艺功能分类冷却器、加热器、再沸器、冷凝器、蒸发器、过热器、废热锅炉等。
按传热方式和结构分类间壁传递热量式和直接接触传递热量式,其中间壁传热式又分为管壳式、板式、管式、液膜式等其他形式的换热器。
从工艺功能选择换热器冷却器间壁式冷却器☆当传热量大时,可以选择传热面积和传热系数较大的板式换热器比较经济,但是板式换热器的使用温度一般不大于150℃,压降较大。
☆对于压降和温度压力较高的情况,选用管壳式换热器较为合理。
☆板翅式换热器由于翅片的作用,适用于气体物料的冷却,其使用温度一般也小于150℃。
☆空冷器适用于高温高压的工艺条件,其热物流出口温度要求比设计温度高15~20℃。
直接接触式冷却器☆适用于需要急速降低工艺物料的温度、伴随有吸收或除尘的工艺物料的冷却、大量热水的冷却和大量水蒸气的冷凝冷却等工况。
加热器高温情况:当温度要求高达500℃以上时可选用蓄热式或直接火电加热等方式。
中温情况:对于150~300℃工况一般采用有机载热体作为加热介质。
分为液相和气相两种。
低温情况:当温度小于150℃时首先考虑选用管壳式换热器,只有工艺物料的特性或者工艺条件特殊时,才考虑其他形式,例如热敏性物料加热多采用降膜式或波纹板式换热器。
再沸器图1 四种再沸器类型多采用管壳式换热器,分为强制循环式、热虹吸式和釜式再沸器三种。
其设计温差一般选用20~50℃,单程蒸发率一般为10%~30%。
冷凝器一般用于蒸馏塔塔顶蒸汽的冷凝以及反应气体的冷凝,对于蒸馏塔顶,一般选用管壳式、空冷器、螺旋板式、板翅式等换热器作为冷凝器,对于反应系统,一般选用管壳式、套管式或喷淋式等换热器作为冷凝器。
表2 冷凝器特性比较常用换热器选用-管壳式换热器工艺条件温度:冷却水出口温度不宜高于60℃以免结垢严重,高温端的温差不应小于20℃,低温端的温差不应小于5℃。
十三种类型换热器结构原理及特点(图文并茂)
十三种类型换热器结构原理及特点(图文并茂)一、板式换热器的构造原理、特点:板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。
板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间,在换热器内部就构成了许多流道,板与板之间用橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成,四角冲有供介质进出的角孔,上下有挂孔。
人字形波纹能增加对流体的扰动,使流体在低速下能达到湍流状态,获得高的传热效果。
并采用特殊结构,保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点:螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽-汽、汽-液、液-液,对液传热。
它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。
结构形式可分为不可拆式(Ⅰ型)螺旋板式及可拆式(Ⅱ型、Ⅲ型)螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点:列管式换热器(又名列管式冷凝器),按材质分为碳钢列管式换热器,不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器,按结构分为单管程、双管程和多管程,传热面积1~500m2,可根据用户需要定制。
列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点:管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油炼制和化学加工装置中,占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点:钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济,并且技术上有保证。
它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性,即保证热交换器能承受一定工作压力,又使热交换器出水质量好。
钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空,因此产品出厂时均设有防真空阀。
此阀除非定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当,低水位时从热交换器,或者排水系统不良。
常见一般换热器结构、优缺点及适用范围
一般常见换热器结构、优缺点及适用范围浮头换热器结构:两端管板中只有一端与壳体固定,另一端可相对壳体自由移动,称为浮头。
浮头由浮头管板,钩圈和浮头盖组成,是可拆连接,管束可从壳体中抽出。
管束与壳体的热变形互不约束,不会产生热应力。
优点:可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进行机械清洗,适用于易结垢及堵塞的工况。
一端可自由浮动,无需考虑温差应力,可用于大温差场合。
缺点:结构复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大。
浮头端结构复杂影响排管数。
浮头密封面在操作时,易产生内漏。
适用范围:适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多,由于内浮头结构限制了使用压力和温度一般情况Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。
固定管板换热器结构:管束连接在管板上,管板与壳体相焊。
优点:结构简单紧促,能承受较高压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时方便堵管或更换。
排管数比U 形管换热器多。
缺点:管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时,壳体和管束中将产生较大热应力,为此应需要设置柔性元件(如膨胀节)。
不能抽芯无法进行机械清洗。
不能更换管束,维修成本较高。
适用范围:壳程侧介质清洁不易结垢,不能进行清洗,管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。
管壳式换热器的管子是换热器的基本构件,它为在管内流过一种流体和穿越管外的另一种流体之间提供传热面。
根据两侧流体的性质决定管子材料,将具有腐蚀性,水质差的海水放在管内流动,水质较好的除盐水放在管子外壳侧,这样管子只需采用耐海水腐蚀的钛管,同时清洗污垢较为方便,管径从传热流体力学角度考虑,在给定壳体内使用小直径管子,可以得到更大的表面密度但大多数流体会在管子表面上沉积污垢层,尤其管内冷却水水质较差,泥沙和污物及海生物的存在,都可能会在管壁上形成沉积物,将传热恶化并使定期的清洗工作成为必要,管子清洗限制管径最小约为20 mm,钛管一般采Φ25 mm,对给定的流体,污垢形成主要受管壁温度和流速的影响,为得到合理的维修周期,管内侧水的流速应在2 m/s左右(视允许压降的要求)。
换热器有哪些类型
换热器有哪些类型换热器是用多层导热特性良好的材料叠合而成工作原理和热水器类似,换热器内部有两路管道回路,一个是热源,另一个是被加热源,热源就像热水器燃烧时的火焰如热水或蒸汽等。
今天就带大家一起来了解下换热器的种类。
一、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的对流,在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。
二、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体再传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定的温度后,冷介质再通过固体物质然后被加热,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。
三、管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。
管壳式换热器的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主,其中碳钢材质的管板在作为冷却器使用时,其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏,泄漏物进入冷却水系统污染环境又造成物料浪费。
管壳式换热器由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。
四、夹套式换热器这种换热器是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.为补充传热面的不足,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。
五、喷淋式换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上,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,管外给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。