换热器
换热器的工作原理
换热器的工作原理换热器是一种用于传递热能的装置，它起到了加热、冷却、调节温度的作用。
换热器广泛应用于工业生产和日常生活中，如空调系统、锅炉、汽车发动机等。
下面将详细介绍换热器的工作原理。
1. 热交换换热器的主要工作原理是通过热交换实现热能的传递。
热交换是指在两个不同的流体之间，通过热传导、热辐射或者对流传热的方式，使热量从一个流体传递到另一个流体。
换热器内部通常分为两个流体通道，分别为热源流体和冷却介质，通过这两个通道的热交换，实现热能的传递。
2. 热源流体热源流体是指需要被加热或冷却的流体。
它可以是气体或液体，常见的有蒸汽、水、油等。
热源流体进入换热器后，通过换热器内的管路，与冷却介质进行热交换。
在这个过程中，热源流体的温度会发生相应的变化。
如果需要加热，则热源流体的温度会升高；如果需要冷却，则热源流体的温度会降低。
3. 冷却介质冷却介质用于吸收或排放热源流体传递出来的热量。
它可以是水、空气等，根据不同的应用场景选择不同的冷却介质。
通常，冷却介质在进入换热器之前，通过一系列的控制装置，如水泵、风机等，将其送入换热器内部进行热交换。
在与热源流体进行热交换的过程中，冷却介质的温度也会相应地升高或降低。
4. 热交换管热交换管是换热器内部用于传输热能的主要构件。
它通常由金属或合金材料制成，具有良好的导热性能。
热交换管的数量和排列方式会根据换热器的设计要求而有所不同。
通过热交换管，热源流体和冷却介质之间发生热交换。
其中，热源流体进入管道的一端，通过管壁与冷却介质进行热交换，最后从另一端出口离开。
5. 热损失和效率在热交换的过程中，由于热传导、对流和辐射等因素的存在，换热器会发生一定程度的热损失。
这些损失导致了换热器的热效率降低。
为了提高换热器的效率，可以采取一些措施，比如增加交换面积、改善流体的流动方式、选择合适的绝热材料等。
此外，定期对换热器进行清洗和维护也是保持其高效工作的重要措施。
总结起来，换热器通过热交换实现热能的传递。
换热器基础知识
板式换热器的主要特点是: 1) 传热系数高
板式换热器具有较高的传热系数，一般约为管壳式换热 器的3～5倍。主要原因是板片的波纹能使流体在较小的流速 下产生湍流，湍流效果明显（雷诺数约为150时即为湍流）， 故能获得较高的传热系数。
2)对数平均温差大
板式换热器两种流体可实现纯逆流，一般为顺流或逆流 方式。但在管壳式换热器中，两种流体分别在壳程和管程内 流动,总体上是错流的流动方式,降低了对数平均温差。板式 换热器能实现温度交叉，末端温差能达到1℃；管壳式换热 器末端温差只能达到5℃ 。
对于介质是否具有腐蚀性，是否含有纤维或颗粒等易堵 塞物，是否容易结垢等物性，也是换热器选型要考虑的关键 因素。如果介质具有腐蚀性，就要合理选择耐腐的换热材料。 如果介质含有纤维或颗粒等易堵塞物，由于板式换热器流道 较小，就更容易堵塞和磨损。如果介质容易结垢，就应选择 容易拆卸和清洗的换热器。
3.2、提高换热效率的途径——强化传热过程
3）NTU大
NTU表示相对于流体热容流量，换热器传热能力的大小。
例如对于已定的传热系数K和热容量 GCp值，NTU的大小就意 味着换热器尺寸的大小，即传热面积的大小。管壳式换热器 的NTU约为0.2～0.3（平均0.25）。板式换热器的NTU约为 1.0~3.0（平均2.0），因此板式换热器结构紧凑、体积小。
在列管换热器中，由于管内外流体温度不同，使管束和 壳体的受热程度不同，导致它们的热膨胀程度出现差别。若 两种流体温差较大，就可能由于热应力而引起设备变形，管 子弯曲甚至破裂，严重时从管板上脱落。因此，当两种流体 的温度超过50℃时，就应当从结构上考虑热膨胀的影响，采 取相应的热补偿措施。根据热补偿方式的不同，列管换热器 分为三种形式：
常见换热器的种类及特点
常见换热器的种类及特点换热器是将热量从一个物质传递到另一个物质的设备，常见的换热器种类包括壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器、换热管束和换热器组件等。
每种换热器都有其独特的特点和适用场景。
1. 壳管式换热器壳管式换热器是最常见的一种换热器，由一个外壳和多个内置管子组成。
热传导通过管壁实现，热量从热源通过管内流体流向冷却介质。
壳管式换热器具有结构简单、适用性广、换热效率高的特点。
常见的壳管式换热器有固定式和浮动式两种，固定式适用于高温高压场合，浮动式适用于温差较大的情况。
2. 板式换热器板式换热器由多个金属板组成，热传导通过板之间的薄层流体实现。
板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗方便等特点。
板式换热器适用于低温低压场合，如冷却水、空调系统等。
3. 螺旋板式换热器螺旋板式换热器是将螺旋板组装在两个端盖上形成的，通过螺旋板的旋转实现热传导。
螺旋板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗方便等特点。
螺旋板式换热器适用于高温高压场合。
4. 换热管束换热管束是将多根直径较小的管子束缚在一起，通过管壁实现热传导。
换热管束具有结构紧凑、传热效率高、适用性广的特点。
换热管束适用于高温高压场合。
5. 换热器组件换热器组件是由多个换热器组成的系统，可以根据不同的需求组合和调整。
换热器组件具有灵活性高、适应性强的特点。
换热器组件适用于需要灵活配置和调整的场合。
以上是常见的换热器种类及其特点。
根据不同的工作条件和需求，选择适合的换热器可以提高换热效率，降低能耗，实现更加有效的热量传递。
试述换热器的概念
试述换热器的概念换热器是一种用来将热量从一个流体传递到另一个流体的装置。
它通常被用于工业生产过程、建筑空调系统、供暖系统和其他热交换应用中。
换热器可以在不同的形式和尺寸中找到，以满足不同的应用需求。
换热器的主要工作原理是利用热传导的方式将热量从一个流体传递到另一个流体。
在换热器中，两种流体通常是通过一系列金属管道或管壳中流动的。
其中一个流体可以是热源，例如蒸汽、热水或电加热器产生的热流体。
另一个流体可以是想要加热或冷却的物质，例如水、空气或化学制品。
通过这种方式，换热器使两种流体之间的热量交换成为可能。
在现代的换热器中，有三种主要类型：散热器、冷凝器和蒸发器。
散热器主要用于冷却流体，例如汽车发动机中的散热器，它将汽车发动机冷却液中的热量散发到周围空气中。
冷凝器用于将蒸气或气体冷却成液体，例如在冷冻设备中使用的冷凝器，它将氨气冷却成液态氨。
蒸发器则相反地将液体转化成气体，例如在空调系统中使用的蒸发器，它将冷凝的制冷剂转化成冷气。
另外，换热器还可以根据其结构和工作原理来分类。
最常见的换热器类型包括壳管式换热器和板式换热器。
壳管式换热器由一个外壳和一组管子组成，热源流体流过管子，被加热或冷却，而需要加热或冷却的流体则流过外壳。
这种类型的换热器通常用于高流量和高温差的应用中。
板式换热器则由一系列金属板组成，流体在相邻的板之间流动，热量通过板的表面传递。
板式换热器通常体积小、重量轻，适用于空间有限的应用场合。
换热器的设计和选择取决于许多因素，如流体性质、流量、温度和压力。
在选择换热器时，需要考虑流体的化学性质、腐蚀性和蒸发和结垢的倾向。
此外，还需要考虑换热器的运行成本、维护成本和使用寿命等因素。
正确的换热器选择和设计可以有效地提高系统的能效和节约能源。
在工业生产过程中，换热器扮演着至关重要的角色。
例如，在化工工业中，换热器被广泛应用于生产过程中的加热、冷却和过程控制中。
在食品和饮料行业，换热器用于加热和冷却液体食品。
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。
换热器详细介绍
顺流布置
∆t m = ∆t max − ∆t min ( 300 − 35) − (150 − 85) = 142.3 = ℃ ∆t max 300 − 35 ln ln ∆t min 150 − 85
蓄热式换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成两半， 蓄热式换热器：换热器由蓄热材料构成，并分成两半，冷热流体轮 换热器 换通过它的一半通道，从而交替式地吸收和放出热量， 换通过它的一半通道，从而交替式地吸收和放出热量，即热流体流 过换热器时，蓄热材料吸收并储蓄热量，温度升高， 过换热器时，蓄热材料吸收并储蓄热量，温度升高，经过一段时间 后切换为冷流体，蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体， 后切换为冷流体，蓄热材料放出热量加热冷流体。一般用于气体， 如锅炉中间转式空气预热器，全热回收式空气调节器等。 如锅炉中间转式空气预热器，全热回收式空气调节器等。
Hot fluid
Hot fluid
Cold fluid
Cold fluid
T Th (Hot)
T
∆T1
Th Tc
∆T2
∆T1
Tc (cold) x
∆T2
x
顺流
逆流
21
复杂布置时换热器平均温差的计算
实际换热器一般都是处于顺流和逆流之间，或者有时是逆流， 有时又是顺流。由于逆流的平均温差最大，因此，人们想到对 纯逆流的对数平均温差进行修正以获得其他情况下的平均温差。
7
TB ,in (shell side)
TA,out
换热器设备规范标准最新
换热器设备规范标准最新1. 引言换热器是实现不同介质间热量传递的关键设备，广泛应用于石油、化工、电力、冶金等行业。
本规范旨在确保换热器的设计、制造、安装和运行符合最新的安全和效率要求。
2. 设备分类换热器根据其工作原理可分为：壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器等。
每种类型应根据其特点和应用场景选择相应的设计和制造标准。
3. 设计要求- 设计应考虑介质的物理化学性质，包括温度、压力、腐蚀性等。
- 应根据热负荷和温差选择合适的换热面积和流道设计。
- 设计应满足流体动力学要求，避免流速过高或过低导致的效率降低或设备损坏。
4. 材料选择- 材料应根据介质的腐蚀性、温度和压力等级选择，确保长期稳定运行。
- 应优先选择符合国家或国际标准的材料。
5. 制造标准- 制造过程应符合ISO、ASME等国际标准。
- 焊接、热处理等关键工艺应有严格的质量控制。
6. 安装与调试- 安装前应对设备进行彻底检查，确保无损伤和缺陷。
- 安装应严格按照设计图纸和制造商指导进行。
- 调试过程中应监测设备运行参数，确保达到设计要求。
7. 安全与环保- 设备应配备必要的安全装置，如压力释放阀、温度监控器等。
- 应采取措施减少噪音和振动，符合环保要求。
8. 运行与维护- 制定详细的操作规程，确保操作人员正确使用设备。
- 定期对设备进行检查和维护，及时发现并解决问题。
9. 质量保证- 制造商应提供完整的质量保证体系，包括材料证明、工艺流程记录、出厂检验报告等。
10. 附录- 附录包括换热器的典型设计参数、计算方法、故障排除指南等。
11. 结语本规范标准旨在指导换热器的设计、制造、安装和运行，以确保设备的安全、可靠和高效。
建议用户根据具体应用场景和最新技术发展，对本规范进行适当调整和更新。
请注意，上述内容为示例文本，实际的换热器设备规范标准应根据具体的行业标准和法规进行制定。
换热器换热量计算公式
换热器换热量计算公式换热器是一种用于将热量从一种介质传递到另一种介质的装置。
根据换热器的类型和工作原理的不同，换热量的计算公式也会有所不同。
下面将介绍几种常见的换热器及其换热量计算公式。
1.单相流体传热换热器单相流体传热换热器是将一个单相流体中的热量传递到另一个单相流体中的换热器。
换热量的计算公式基于热平衡原理，即热量在两个流体之间的传递是相等的。
Q=m·c·(T2-T1)其中，Q为换热量，单位为焦耳/秒（J/s）或瓦特（W）；m为流经换热器的质量流率，单位为千克/秒（kg/s）；c为流体的比热容，单位为焦耳/千克·摄氏度（J/(kg·°C)）；T1和T2分别为流体的入口温度和出口温度，单位为摄氏度（°C）。
在实际应用中，为了计算方便，可以将换热率（U）引入公式。
换热率是描述换热器传热性能的参数，通常通过实验或理论计算确定。
Q=U·A·(T2-T1)其中，U为换热率，单位为焦耳/秒·平方米·摄氏度（J/(s·m^2·°C)）或瓦特/平方米·摄氏度（W/(m^2·°C)）；A为换热面积，单位为平方米（m^2）。
2.蒸发冷凝换热器蒸发冷凝换热器用于将一种流体从液态转化为气态或从气态转化为液态的过程中传递热量。
换热量的计算公式基于摩尔焓的变化。
Q=G·(h2-h1)其中，Q为换热量，单位为焦耳/秒（J/s）或瓦特（W）；G为质量流率，单位为摩尔/秒（mol/s）；h1和h2分别为流体的入口摩尔焓和出口摩尔焓，单位为焦耳/摩尔（J/mol）。
在实际应用中，为了计算方便，可以将换热系数（U）引入公式，并结合换热面积（A）进行计算。
Q=U·A·(h2-h1)其中，U为换热系数，单位为焦耳/秒·平方米·摄氏度（J/(s·m^2·°C)）或瓦特/平方米·摄氏度（W/(m^2·°C)）。
换热器
1）浮头式换热器
浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。
新型浮头式换热器浮头端结构，它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成，其特征是：在外头盖侧法兰内侧面设凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，浮头处取消钩圈及相关零部件，浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板中心为圆心，半径稍大于管束外径的梯型凹槽，且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通，而不与
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。
列管式换热器，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。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。
换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。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：
1、换热器按传热原理可分为：
1）间壁式换热器
间壁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。因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。
换热器工作原理
换热器工作原理换热器是一种用于传输热能的机械设备，它通过介质之间的接触来进行热传递。
它主要用于在两个不同介质之间传递热量。
它具有体积小，换热面积大，起作用快，抗堵塞能力强，可靠性高，封装结构紧凑，维护保养简单，运行成本低等优点。
换热器是利用物料的热能而发生的不同程度的热传导作用来改变换热器的温度和状态的装置，它主要用于液体和气体的对流热交换。
换热器的工作原理可以总结为三种：对流热交换原理、涡流热交换原理和传热原理。
(1)t对流热交换原理：是指在换热器内，介质间的温差通过物体表面形成热辐射，其好处是：(1)像素变小，增加了热交换比；(2)相对于涡流热交换，对流热交换具有噪声较低的特点；(3)对温度和压力都很敏感。
(2)t涡流热交换原理：它是通过涡流热交换的原理，在换热器内，介质通过涡流的形式传递热能，这样可以有效地提高传热效率。
它的优点是：(1)小尺寸，紧凑；(2)可抗震动；(3)可调节；(4)外形美观；(5)低压差换热率高。
(3)t传热原理：是指在换热器内，介质通过器件内部介质传热，形成一个完全封闭的空间，并且在这个封闭空间中形成净热流，这样，可以进行有效、高效的传热。
它的优点在于：(1)操作简单；(2)保温性能好；(3)热交换效率高；(4)对温度变化比较灵敏。
以上是换热器的工作原理，它的优势使它应用于工业、冶金、化工、机械及其他行业。
换热器的设计和使用一般遵守一定的规范，需要考虑物料的温度、压力、流量及流体性质等因素。
此外，制造时要考虑介质、结构、规格等，以保证换热器的养护保养和使用寿命。
换热器由法兰、管壳、管程、散热片、螺旋板等组件组成，换热器的设计及制造标准规定了换热器的一些特性及设计要素，如流体的流量、温度、压力，介质的流性能及换热效果等。
考虑到使用环境、温度、流量、介质特性等，换热器的设计尺寸、材料以及结构形式等都要相应地作出相应的调整。
换热器的正确使用、维护、抽检和保养极其重要，必须按照正确的技术方法进行，如定期检查换热器内外的介质，定期检查换热器的螺旋板及其他零部件，定期清洗换热器，及时调整换热器的工作参数等。
什么是换热器？
什么是换热器？换热器是一种用于传递热量的设备，广泛应用于各个行业和领域。
它可以将热能从一个流体传递到另一个流体，实现热能的转换和利用。
换热器的原理是通过热传导、对流和辐射等方式来传递热量，并且能够在不同的温度和压力条件下进行工作。
那么，换热器究竟能够如此有效地进行热能传递呢？下面我们将从热传导、对流和辐射这三个方面逐一展开解释。
1. 热传导换热器利用热传导的方式将热能从一个物体传递到另一个物体。
热传导是指物质内部由于温度差异而引起的分子间能量传递。
在换热器中，一般通过传导板、管壳等传导介质来进行热能的传递。
这些传导介质具有良好的热导性能，能够有效地将热量从热源一侧传递到冷源一侧。
2. 对流对流是指液体或气体中因温度差异而产生的流动，通过这种流动可以有效地将热能传递到其他介质中。
在换热器中，通过设计合理的流道结构和流体的流动速度，可以增加对流传热的效率。
同时，还可以利用对流带走与热源不相干的颗粒或污染物，保证传热的纯净度。
3. 辐射辐射是指物体因温度差异而发射的热辐射能量。
换热器中的辐射传热主要是指热辐射从热源发射到冷源的过程。
在换热器中，使用高发射率和低反射率的材料来增加辐射传热的效果。
同时，还可以通过增加换热器的表面积和降低表面温度来提升辐射传热的能力。
通过热传导、对流和辐射这三个方面的协同作用，换热器能够高效地进行热量传递。
它不仅可以实现热能的转换和利用，还可以在工业生产中起到节能、提高效率的作用。
而且，换热器的种类也非常多样化，包括板式换热器、管式换热器、壳管式换热器等等。
每种换热器都具有特定的优点和适用范围，可以满足不同需求的热量传递要求。
综上所述，换热器是一种利用热传导、对流和辐射等方式进行热能传递的设备。
它在现代工业生产中发挥着非常重要的作用，不仅可以节能高效地传递热量，还可以实现热能的转换和利用。
通过不断的技术创新和改进，换热器的性能和效率也在不断提高，为我们的生活带来更多便利和舒适。
换热器结构介绍
换热器结构介绍一、引言换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
它的主要作用是通过将热量从一个流体传递到另一个流体，实现能量的转移和利用。
换热器的结构是实现这一功能的关键，下面将对换热器的结构进行详细介绍。
二、换热器的基本结构换热器通常由壳体、管束和管板等部分组成。
1. 壳体：壳体是换热器的外壳，通常由金属材料制成，如碳钢、不锈钢等。
壳体的结构形式有多种，常见的有管壳式、板壳式和管室式等。
壳体内部通常分为两个流体通道，分别为热介质的进出口通道。
2. 管束：管束是换热器的核心部分，由一组平行排列的管子组成。
管束可以是直管束、U型管束或螺旋管束等形式，根据不同的使用要求选择不同的类型。
管束的材料通常为金属，如铜、铝、不锈钢等，具有良好的导热性能和机械强度。
3. 管板：管板用于连接和固定管束，通常由金属材料制成。
管板上开有与管束相对应的孔洞，以确保管子与壳体之间的密封性。
管板的结构形式有单管板和双管板两种，根据具体的换热要求选择适合的结构。
三、换热器的工作原理换热器的工作原理是通过壳体内外两个流体之间的传热来实现能量的转移。
其中，一个流体在管束内流动，称为管侧流体；另一个流体在壳体内流动，称为壳侧流体。
在换热过程中，壳侧流体和管侧流体的热量通过管壁传递，实现热量的交换。
壳侧流体流经壳体，将热量传递给管侧流体，使管侧流体的温度升高，壳侧流体的温度降低。
换热器的工作过程可以分为对流传热和传导传热两个过程。
对流传热是指流体通过壳体和管束时产生的传热，而传导传热是指热量在管壁内部传递的过程。
四、换热器的应用领域换热器广泛应用于各个行业，包括化工、石油、电力、制药、冶金等领域。
具体应用包括以下几个方面：1. 工业生产：在化工、石油和制药等行业，换热器用于热媒的加热、冷却和回收利用，提高能源利用效率。
2. 电力行业：在发电厂中，换热器用于锅炉的燃烧热量回收、蒸汽凝结和冷却水循环等工艺。
3. 食品加工：在食品加工工业中，换热器常用于蒸汽蒸煮、热水加热和冷却等过程。
换热器基础知识及操作
换热器基础知识及操作
8万吨/年乙苯苯乙烯项目
设备培训课件
换热器基础知识及操作
CONTENTS
01
换热器的分类和结构形式
单击添加文本具体内容
03
换热器的投用操作
单击添加文本具体内容
02
常用换热器示意图
单击添加文本具体内容
04
换热器的吹扫和停用
单击添加文本具体内容
一 换热器的分类和结构形式
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设备称为换热器，换热器的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也提高能源利用率、回收利用余热等低位热能。 2、按用途分类 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，为精馏过程提供热能。 6）冷却器 用于冷却流体，使其达到所需温度。 7）冷凝器 用于冷凝饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。
Байду номын сангаас 四 换热器的停用和吹扫
1.换热器的停用 1.1先开热流体的副线阀，后关闭热流体进、出口阀。 1.2先开冷流体的副线阀，后关闭冷流体进、出口阀。 1.3若正常停用，随工艺管线一起进行蒸汽吹扫。 1.4若切除进行检修，换热器必须进行蒸汽吹扫。流体在200℃以上时，应适当冷却后再吹扫。 2、换热器的吹扫 2.1管壳程的扫线流程改通后方能给汽吹扫，以防止超压损坏设备。 2.2蒸汽吹扫时，应考虑到换热器所能承受的单向受热能力，吹扫单程时，另一程放空阀必须打开。 2.3吹扫干净后，停汽，放净水。
换热器的结构及工作原理
换热器的结构及工作原理1. 换热器的基本概念嘿，大家好！今天我们来聊聊一个听起来有点高大上的东西——换热器。
你可能在生活中没有直接接触过它，但其实它就在我们身边，默默地发挥着作用，就像那位在你身边的“默默无闻”好朋友，关键时刻总能给你支招。
换热器，顾名思义，就是一个用来交换热量的设备。
简单来说，就是把热的东西和冷的东西放在一起，看看能不能让它们彼此“分享”一下温度。
1.1 换热器的结构换热器的结构其实并不复杂，它就像一个大大的“夹心饼干”，里面夹着热流体和冷流体。
通常情况下，外面是冷的流体，里面是热的流体，二者通过热交换管道互相“打招呼”。
这就好比在炎热的夏天，喝一杯冰凉的饮料，嘴巴里冰冰凉凉的，简直太舒服了！而换热器的“夹心”部分则是各种材料的组合，常见的有金属、塑料等。
它们都很擅长传导热量，就像运动员在比赛中传球一样，来来回回，热量就这样轻松地传递。
1.2 换热器的分类换热器的类型也不少，按照形状和用途可以分为几种，比如管壳式、板式、空气冷却式等等。
想象一下，一个个换热器就像各具特色的“明星”，各自都有自己的招牌动作。
管壳式换热器就像一个巨大的咖啡杯，热流体和冷流体在里面搅拌得热火朝天。
而板式换热器则像个叠罗汉，紧凑得让人心疼，却能在有限的空间里发挥出最大的功效。
2. 换热器的工作原理那么，换热器究竟是怎么工作的呢？好吧，接下来就让我们来“揭开它的面纱”。
换热器的工作原理可以用“热量转移”四个字来概括。
热流体在一个地方通过管道流动，碰到冷流体的时候，热量就开始悄悄“移情别恋”，渐渐把热量传递给冷流体。
而冷流体呢，就像是一个“海绵”，吸收着热量，慢慢变热起来。
这一过程就像是一场舞蹈，热和冷在换热器中翩翩起舞，生动又有趣。
2.1 热量的传递方式在传递热量的过程中，热流体和冷流体的流动方向是非常关键的。
有时候，它们是顺流而行，就像两位好友在河边散步，互相分享着各自的故事；而有时候，它们则是逆流而上，像一对老夫妇，在漫长的岁月中互相支持，始终如一。
换热器的工作原理
换热器的工作原理
换热器是一种可以转移热量的设备。
它基于热量从高温区域到低温区域传导的原理，通过增大接触面积和利用流体的流动来实现热量的转移。
换热器通常由两个热交换介质之间的热交换管或板组成。
这些管道或板具有大量细小的通道，以增加接触面积。
当热交换介质在这些通道中流动时，热量从热源处传递到冷源处。
换热器的工作原理可以分为两种类型：直接换热和间接换热。
直接换热器通常由一个单一流体的循环系统组成。
流体在热源处被加热，然后通过换热器中的管道或板传递热量，最终在冷源处放出热量。
这个过程中，热源处的流体会得到加热，而冷源处的流体会被冷却下来。
间接换热器将两个不同的流体通过换热器中的管道或板分开。
其中一个流体被加热，在流动过程中传递热量给另一个流体。
这种类型的换热器常用于加热水器、蒸汽发生器和冷凝器中。
换热器的效率可以通过以下几个因素来衡量：热交换面积、流体的流速和温度差。
增大热交换面积可以提高传热效率，而增加流速和温度差可以加快热量传输速度。
总之，换热器通过增大接触面积和利用流体的流动来实现热量的转移。
通过直接或间接的方式，热量可以从高温区域传递到低温区域，从而实现热能的利用。
换热器作用与特点全解!果断!
换热器作用与特点全解!果断!换热器是一种能够将热量从一个介质传递到另一个介质的设备。
它的作用主要有以下几个方面：传递热量、提高热效率、控制温度、节能降耗，同时具有以下特点：高效传热、结构紧凑、操作可靠、安全环保等。
下面对换热器的作用和特点进行详细解析。
一、换热器的作用1.传递热量：换热器的主要作用是将一个介质的热量传递给另一个介质，实现热能的转移。
常见的例子包括将锅炉燃烧的燃料燃烧产生的烟气中的热量传递给水，以产生蒸汽。
换热器在石化、冶金、电力、化工等行业中广泛应用，能够满足不同介质之间的热量传递需求。
2.提高热效率：换热器可以通过有效的传热方式提高系统的热效率。
通过烟气与水之间的热量交换，烟气的温度降低，而水的温度升高，从而提高了整个系统的热效率，节约了能源消耗。
3.控制温度：换热器可以用来控制介质的温度。
当热量从一个介质传递到另一个介质时，可以根据换热器的设计和操作方式来控制传热的速率和效果，从而实现对介质温度的控制。
4.节能降耗：换热器可以降低能源的消耗，减少生产过程中的热耗散。
通过高效传热，换热器可以最大限度地利用热能，减少能源的浪费，降低生产成本。
二、换热器的特点1.高效传热：换热器具有高效的传热特性，能够最大限度地实现热量的传递。
采用合理的传热面积和换热介质，可以实现高效的换热效果，降低能源的消耗。
2.结构紧凑：换热器具有较小的体积和重量，结构紧凑，占地面积小，适应空间有限的场合。
这有助于方便安装和维护，减少系统的占地面积。
3.操作可靠：换热器采用可靠的材料和设计，能够在长时间运行中保持稳定的性能。
一般来说，换热器的工作寿命较长，可以适应不同的工况条件和介质特性。
4.安全环保：换热器具有安全可靠的特点。
通过合理的设计和严格的制造工艺，可以确保换热器在工作过程中不泄漏，不产生污染物，保护环境，同时保障操作人员的安全。
总之，换热器在许多工业领域中都起着重要的作用。
它能够传递热量，提高热效率，控制温度，实现节能降耗。
换热器 换热形式
换热器换热形式换热器是一种用于将热量从一个物体传递到另一个物体的设备。
它可以通过传导、对流或辐射等方式实现热量的传递。
换热器广泛应用于工业生产、能源利用、航空航天等领域，起到了至关重要的作用。
换热器的换热形式多种多样，下面将分别介绍几种常见的换热形式。
1. 传导换热：传导换热是指通过固体物质之间接触来传递热量的过程。
在传导换热中，热量从高温物体传递到低温物体，直到两者温度达到平衡。
常见的传导换热器有散热片、散热器等。
散热片通过增大与周围空气接触面积，提高热量传导效率；散热器则通过管道和鳍片的设计，使热量能够更快地传递到空气中。
2. 对流换热：对流换热是指通过流体或气体的流动来传递热量的过程。
流体或气体通过与固体物体接触，吸收或释放热量。
常见的对流换热器有散热器、冷却塔等。
散热器通过流体的循环流动，将热量带走；冷却塔则利用气流的自然对流或强制对流，将热量散发到空气中。
3. 辐射换热：辐射换热是指通过电磁辐射来传递热量的过程。
热辐射是一种电磁波，可以在真空中传播，不需要通过介质。
常见的辐射换热器有太阳能热水器、电热暖器等。
太阳能热水器利用太阳辐射的热量加热水；电热暖器则通过电流通过导线产生热辐射，加热周围空气。
除了以上几种常见的换热形式，还有一些特殊的换热器。
例如，蒸发换热器是利用液体在蒸发时吸收热量的原理，将热量转移到蒸发介质中，从而实现换热的过程；吸附式换热器则是利用吸附剂与气体之间的物理吸附作用来传递热量的设备。
换热器在工业生产中有着广泛的应用。
例如，在石化行业中，换热器被用于冷却液体或气体，保证设备的正常运行；在电力行业中，换热器被用于冷却发电机组，提高发电效率；在制冷空调行业中，换热器被用于制冷剂的蒸发和冷凝过程，实现空调系统的制冷和供热功能。
在使用换热器时，需要注意一些问题。
首先，要选择合适的换热器类型和规格，以满足具体的换热需求；其次，要定期检查和维护换热器，确保其正常运行；最后，要合理设计换热系统，使能量损失最小化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《管壳式换热器的设计和选型》一、设计题目1.1题目在一反应器的反应过程中,以400kw的加热功率加热10h,需要将反应过程中挥发出来的120号航空汽油(石油醚)冷却再回流到反应器中,试设计一管壳式换热器,要求能够把挥发出来的溶剂完全都回流到反应器中。
1.2 要求1) 对反应器的蒸发量进行计算,即 (溶剂kg/h).2) 冷却水采用天津地区的地下水(需要确定进口水的温度,出口温度自定;要确定水的压力以保证能够在壳程里流动).3) 溶剂走管程, 冷却水走壳程. 且管程与反应器连接,并且通大气.4) 计算换热面积等.5) 确定换热器的尺寸.6) 画出结构示意图,为设备制造企业提供可靠的基础数据(可以用计算机画).7) 该设计方案的费用计算，主要有:◆设备费（材料费和一些配件费,材料可以选用304不锈钢等）;◆操作费（冷却水消耗量）.8) 参考文献：a、《化工原理》上、下册，天津大学出版社b、《化工原理课程设计》，天津大学出版社c、《化工机械手册》，天津大学出版社d、《化工设备设计手册基础》，上海科学技术出版社二、设计过程2.1确定设计方案（1）初选换热器的类型溶剂：石油醚，按照正戊烷来计算。
冷却剂：天津地下水，其地下水温度取15℃。
两流体温度变化：热流体进出口温度均为常压下正戊烷的沸点温度36.07℃，进口处为饱和蒸汽，冷却过程发生冷凝；冷流体进口温度为16℃，出口温度为24℃。
（2）初定流动空间及流速冷却水走管程，正戊烷走壳程。
选用Φ25mmx2.5mm的304不锈钢管。
管程一般流体的常用流速范围为0.5-3.0m/s，初选管程冷却水的流速u i=0.5 m/s。
2.2 确定物性数据定性温度：取流体的进出口温度的平均值壳程流体的定性温度为t 0= =36.07℃管程流体的定性温度为t i = =20℃由定性温度，查得壳程和管程流体的有关物性数据如下：正戊烷在36.07℃下的有关物性数据如下：冷却水在20℃下的有关物性数据：2.3 计算总传热系数2.3.1 热流量16242+36.0736.072+由题意取Q=400kw2.3.2 平均传热温差 Δt=1212ln t t t t - =(36.0716)(36.0724)(36.0716)ln(36.0724)-----=15.733 ℃2.3.3 正戊烷蒸汽流量 ω0=Q H=400/357.4/kJ s kJ kg=1.119kg/s2.3.4 冷却水用量 ωi =p iQ C t =4004.1838x =11.953（kg/s ）2.3.5 总传热系数 (1)计算管程传热系数h i 雷诺系数 Re=d i u i ρi /μI=20x103-x0.5x998/1.005x103-=9930.348普朗特常数 Pr=Cp i μi /k i=4.183x103x1.005x103-/0.599=7.018管程传热系数h i =0.80.023(R e )(Pr )ni i i ik d ,由于管内正戊烷蒸汽发生冷凝，取n=0.3h i =0.023x0.599/0.02x9930.3480.8x7.0180.4 =2366.752 W/( m 2*℃)（2）壳程传热系数h o在此设计过程中，先假设壳程传热系数h o 为1000 W/( m 2*℃) （3）污垢热阻查附录二十可得：管内热阻Rsi=1.7197x104- m 2*℃/W ，管外热阻Rso= 1.7197x104- m 2*℃/W（4）管壁的导热系数查附录十二可得：管壁的导热系数λ=16.70 W/( m*℃) （5）计算总传热系数K K=o o i i1d d 1h d oiiobd RsiRso d d h λ++++=3443125100.0025251.71971025/20 1.7197101/10002366.752201017.1520x x x x x x x x ----++++=476.193 W/( m 2*℃)2.4计算传热面积S=Q K t∆=340010476.19315.733x x =53.391 m 22.5 工艺结构尺寸2.5.1 选取管径和管内流速选用Φ25mmx2.5mm 的304不锈钢管，管内流速u i =0.5 m/s 。
2.5.2 计算管程数和传热管数 单程传热管数：211.953/9980.7850.020.54i iVn x x d u π===76.28 ≈77 根按单程管来计算，所需的传热管长度为53.3913.140.02577o sL d nx x π=== 8.833 m系列标准中管长只有1.5m ，2m ，3m 和6m 四种，固该换热器采用多管程结构。
取传热管长L=6m ，则管程数Np=L/l=8.833/6≈2，从而管程数定为2。
传热管总数N=77x2=154 根2.5.3 平均传热温差单一饱和蒸汽冷凝的温度在整个热交换器中是一定的，温差修正系数为1，因此，有效温差等于对数平均温差，t ∆=15.733℃。
2.5.4 传热管排列和分程方法采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。
查表，管心距可取t=32mm 。
横过管束中心线的管数1.1c n ===13.651≈14 根2.5.5 壳体内径 采用多管程结构，'(1)2c D t n b=-+，其中'b 取值范围为（1-1.5）o d ，取'b =o d ，D=32x （12-1）+2x1.25x25=466（m ），取D=500mm 。
2.5.6 折流挡板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度h=0.25x500=125(mm)取折流挡板间距B=0.3D=0.3x500=150 mm折流挡板数Nb=传热管长/折流板间距-1=6000/150-1=39（块）2.6 换热器传热核算2.6.1 壳程对流传热系数 （1） 计算当量直径 e d 当量直径，由正三角形排列得：2222)40.0320.7850.025)2423.140.025o e od x x x d d x ππ--===0.0199 m（2）计算壳程流通截面积o S =BD(1-o d t)=0.150.5(125/32)x x -=0.01641 m 2（3）计算壳程流体流速及其雷诺数1.119/2.820.01641o u ==24.181 m/s33251062624.181R e 0.29910o o oo od u x x x x ρμ--=== 1265661.037（4）计算壳程的对流传热系数1/30.41/30.4232()626(626 2.82)9.810.0076[]Re 0.00760.0128[]1265661.037(0.22910)v o ogx x h k x x x x ρρρμ---== =1122.04 W/( m 2*℃) 2.6.2 管程对流传热系数 （1）管程流通截面积221540.7850.020.02418422i iN s dx xπ=== m 2（2）管程流体流速及雷诺数11.953/9980.4953(/)0.0195i u m s ==，和所选取的流速差别不大，表明之前的假设正确Re=d i u i ρi /μi =20x103-x0.4953x998/1.005x103-=9837.003 （3）计算管程对流传热系数 h i =0.80.023(R e )(Pr )ni i i ik d =0.023x0.599/0.02x99837.0030.8x7.0180.4= 2949.093 W/( m 2*℃)2.6.3 核算总传热系数 K=o o i i1d d 1h d oii obd RsiRso d d h λ++++3443125100.0025251.71971025/20 1.7197101/1122.042349.093201016.7020x x x x x x x x ----++++=562.860 W/( m 2*℃)K 计/K 选=562.860/476.193=1.182，符合K 计/K 选=1.15-1.25的设计要求，所设计的换热器能满足热量交换要求。
2.6.4 传热面积S S=Q K t∆=340010562.86015.733x x =45.170（m 2）该换热器的实际传热面积() 3.140.0256(15414)p o c S d L N n x x x π=-=-=65.94（m 2）2.7 换热器内流体的压降2.7.1 管程压降12()it s ppp p F N N ∆=∆+∆∑，其中，212i i iiu l p d ρλ∆=，2232u p xρ∆=根据，Re=9837.003，相对粗糙度e/d=0.03/20=0.0015, 查表可得，0.04iλ=2169980.49530.041468.99()0.022x p xxPa ∆==229980.49533367.25()2x p xPa ∆==t F =1.4mm,壳程数1s N =,管程数2p N =(1468.99367.25) 1.4125141.47()ipx x x Pa ∆=+=∑2.7.2 壳程压降''12()o t s p p p F N ∆=∆+∆∑，其中'1p ∆为流体流经管束的阻力，'2p ∆为流体流过折流板缺口的阻力，分别进行计算。
（1）计算流体流经管束的阻力'1p ∆2'1(1)2o o c B u p Ff n N ρ∆=+，F=0.5,n c =14, 因为 Re>500,0.2285.0R eofx -==2.0x1265661.0370.228-=0.0812'1 2.8224.1810.50.08114(391)1869.88()2x p x x x xPa ∆=+=（2）计算流体流过折流板缺口的阻力'2p ∆2'22(3.5)2oB u B p N D ρ∆=-=22150 2.8224.18114(3.5)3347.29()5002x x x xPa -=(3) 计算壳程压降'op ∆s F 取1.0，'op ∆=（1869.88+3347.29）x1.0x2=10434.34（Pa ）2.8 换热器主要结构尺寸和计算结果三、设计费用计算1、设备费（1）换热器造价换热器的换热管采用304不锈钢材料，规格为Φ25mmx2.5mm，每根长6m，共154根，市场报价30元/根，共计4620元；壳体材料采用304不锈钢，市场单价19元/千克，初步估算壳体重量为20千克，故造价为380元；法兰，本次设计采用法兰6个，参考网站，不锈钢法兰的价格为50元/个，总价为300元；（2）操作费电费：参考网站，工程所在地的电费为0.49元/度，则电费为4000x0.49=1960元；水费：天津的地下水成本费为3元/立方米，耗水量为43030.8x10=430308千克，共计430308/998=431立方米，水费为431x3=1293元综上，总价为4620+380+300+1960+1393=8653元，则加上其他潜在费用，初步估计使用价格在10000元四、参考文献《化工流体流动与传热》第二版柴诚敬，张国亮主编化学工业出版社《化工原理课程设计》天津大学出版社《化工机械手册》天津大学出版社《化工设备设计手册基础》上海科学技术出版社网站“天津地质网”《热交换器设计手册》【日】尾花英朗著徐中权译石油工业出版社。