热交换器知识点
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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