热交换器知识点

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。

19)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20)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。

21)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。

22)管子在管板的固定，通常采用胀管法和焊接法23)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。

24)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。

25)为了增加单位体积的换热面积，常采用小管

径的换热管

26)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。

27)折流板的安装和固定通过拉杆和定距管

28)壳程换热公式Jo=jHjcjljbjsjr，其中jb表示管束

旁通影响的校正因子，j1表示折流板泄漏影响的校正

因子。jc表示折流板缺口的校正因子

29)管壳式换热器理想壳程管束阻力包括理想错

流段阻力和理想缺口段阻力。

30)管壳式换热器的实际阻力要考虑折流板泄漏

造成的影响R1，旁路所造成的影响Rb,和进出口段

折流板间距不同对阻力影响Rs

31)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

32)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。

33)在流程的选择上，不洁净和易结垢的流体宜走

管程，因管内清洗方便。被冷却的流体宜走壳程，

便于散热，腐蚀性流体宜走管程，流量小或粘度大

的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺

数(Re＞100)下即可达到湍流。

34)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

35)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

36)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

37)蒸发器的三种温降分别为物理化学温降，

静压温降和流动阻力温降

38)热交换器单位体积中所含的传热面积的大小

大于等于700m2/m3，为紧凑式换热器

39)通常采用二次表面来增加传热表面积，或把

管状的换热器改为板状表面，

40)螺旋板式热交换器的构造包括螺旋型传热

板、隔板、头盖和连接管

41)螺旋板式换热器的螺旋板一侧表面上有定距

柱，它的作用主要是保持流道的间距、加强湍流和

增加螺旋板刚度。

42)在Ⅲ型螺旋板式热交换器中：一侧流体螺旋流

动，流体由周边转到中心，然后再转到另一周边流出。

另一侧流体只作（轴向流动），适用于有相变流体换

热

43)板式换热器按构造可以划分为可拆卸、全焊

式和串焊式

44)可拆卸板式换热器结构由传热板片，密封垫

片，压紧装置和定位装置组成

45)板翅式换热器由隔板、翅片、封条基本单元

和导流片和封头组成

二、简答

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，即换热器效能公式中的KA依赖于换热器的设

计，Wmin 则依赖于换热器的运行条件，因此，

KA/Wmin 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NTU

2.热交换器计算方法的优缺点比较？

1）对于设计性热计算，采用平均温差法可以通过Ψ

的大小判定所拟定的流动方式与逆流之间的差距，有

利于流动方式的选择；

2）而在校核性传热计算时，两种方法都要试算。在

某些情况下，K是已知数值或可套用经验数据时，采

用传热单元书法更加方便；

3）假设的出口温度对传热量Q的影响不是直接的，

而是通过定性温度，影响总传热系数，从而影响NTU，

并最终影响Q值。而平均温差法的假设温度直接用

于计算Q值，显然ε-NTU法对假设温度没有平均温

差法敏感，这是该方法的优势。

3.比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器

和管壳式换热器的优缺点。

⑴沉浸式换热器缺点：自然对流，传热系数低，体积

大，金属耗量大。优点：结构简单，制作、修理方便，

容易清洗，可用于有腐蚀性流体

⑵喷淋式换热器：优点：结构简单，易于制造和检修。

换热系数和传热系数比沉浸式换热器要大，可以用来

冷却腐蚀性流体；缺点：冷却水过少时，冷却器下部

不能被润湿，金属耗量大，但比沉浸式要小

⑶套管式换热器：优点：结构简单，适用于高温高压

流体的传热。特别是小流量流体的传热，改变套管的

根数，可以方便增减热负荷。方便清除污垢，适用于

易生污垢的流体；缺点：流动阻力大，金属耗量缺点

多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换

热器。

⑷管壳式换热器：优点：结构简单，造价较低，选材

范围广，处理能力大，还可以适应高温高压的流体。

可靠性程度高；缺点：与新型高效换热器相比，其传

热系数低，壳程由于横向冲刷，振动和噪音大