热交换器
热交换器的工作原理
热交换器的工作原理首先，热交换器的基本结构包括壳体、管束和管板。
热交换器的工作流程是这样的，首先，热交换器内部有两种不同温度的流体，它们分别流经管束和壳体。
当两种流体在热交换器内部流动时，它们会在管束和壳体之间进行热量交换，从而实现温度的传递和调节。
这种热量交换的过程是通过管束和壳体之间的热传导和对流传热来实现的。
其次，热交换器的工作原理是基于热量平衡的原理。
当两种不同温度的流体在热交换器内部进行热量交换时，它们会逐渐趋向热量平衡。
也就是说，热量会从高温流体传递到低温流体，直到两种流体的温度达到平衡。
这样，热交换器就实现了对流体温度的调节和控制。
另外，热交换器的工作原理还与流体的流动方式有关。
一般来说，热交换器内部的流体流动方式有两种，分别是串联流和并联流。
串联流是指两种流体在热交换器内部依次流动，而并联流是指两种流体在热交换器内部同时流动。
不同的流动方式会影响热交换器的热量传递效果，因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的流动方式。
最后，热交换器的工作原理还涉及到热传导和对流传热的基本原理。
热传导是指热量通过固体传递的过程，而对流传热是指热量通过流体传递的过程。
在热交换器内部，热传导和对流传热共同作用，实现了流体之间的热量交换。
因此，了解热传导和对流传热的基本原理对于理解热交换器的工作原理至关重要。
总的来说，热交换器的工作原理是基于热量传递和热量平衡的原理，通过热传导和对流传热实现了对流体温度的调节和控制。
同时，流体的流动方式也会影响热交换器的热量传递效果。
通过深入了解热交换器的工作原理，我们可以更好地应用和维护热交换器，提高其工作效率和使用寿命。
热交换器
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其他流体的设备。
在这种设备内，至少有两种温度不同的流体参与传热。
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。
2.热交换器按热流体与冷流体的流动方向分：顺流式、逆流式、错流式、混流式3.热交换器按照传送热量的方法分为：间壁式、混合式、蓄热式。
间壁式是最常见的热交换器。
4.热交换器热计算的类型：设计性热计算、校核性热计算5.热容量：W=Mc，代表流体的温度每改变1摄氏度时所需的热量。
6.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。
7.修正系数ψ值总是小于或等于1的。
最好使大于0.9，若小于0.75认为不合理8.传热有效度ε：实际传热量Q与最大可能传热量Qmax之比。
ε=Q/Qmax9.在同样的传热单元数时，逆流热交换器的传热有效度总是大于顺流的，且随传热单元数的增加而增加，在顺流热交换器中则与此相反，其传热有效度一般随传热单元数的增加而趋于定值10.工业上的热交换器，流体流动方向多为逆流。
当流体温度高，有化学变化时用顺流11.管壳式热交换器的类型：固定管板式、U型管式、浮头式、填料函式。
12.管子在管板上的固定方法：胀管式、焊接式13.管子排列方式有：等边三角形排列法、同心圆排列法、正方形排列法14.隔板或折流板的作用：为了提高流体的流速和湍流程度，强化壳程流体的传热15.挡管和旁路挡板的作用及安装原因：若在参与换热的流体中，有一部分流体从主流体旁路流出去，例如在浮头式热交换器，由于安装浮头法兰的需要，圆筒内有一圈较大的没有排列管子的间隙，因而促使部分流体由此间隙短路而过，则主流速度及其换热系数都将下降。
而旁路流体未经换热就到达出口处，与主流混合必使流体出口温度达不到预期的数值。
挡管和旁路挡板就是为了防止流体短路而设立的构件。
16.管程数易取偶数，以使流体的进、出口连接管做在同一封头管箱上，便于制造。
17.确定传热系数的三种方法：选用经验数据、实验测定、通过计算18.廷克壳侧流体流动模型，将壳侧流体分为错流、漏流及旁流等几种流路。
热交换器工作原理
热交换器工作原理
热交换器是一种用于热能转移的重要设备。
它主要通过将两个流体(通常是热流体和冷流体)分开并通过固体壁传递热量来实现热能的交换。
热交换器的工作原理如下：
1. 流体进入：两个不同温度的流体分别通过进口管道进入热交换器。
2. 流体分离：热交换器内部通常由一系列薄板或管道组成，用于将两个流体分开。
这些板或管道上通常有许多小孔，通过这些小孔两个流体可以接触。
3. 热量传递：当两个流体在热交换器中流动时，它们的温度会逐渐趋于平衡。
热交换器中的壁会传导热量，使得热流体的热量能够传递给冷流体。
这个过程通常采用对流和传导的方式进行，其中对流是通过流体本身的对流传递热量，而传导是通过壁传导热量。
4. 流体出口：热交换器中的热流体和冷流体分别通过出口管道离开热交换器。
此时，热流体的温度已经降低，而冷流体的温度已经升高。
通过这种方式，热交换器可以在两个流体之间传递热量，从而实现能量的高效利用。
热交换器在许多行业中应用广泛，如化
工、石油、能源等。
它可以用于加热、冷却、回收废热等多种工艺中，提高能源利用效率和节约资源。
热交换器原理
热交换器原理概述热交换器 (Heat Exchanger) 是一种设备，用于传递热量从一个流体到另一个流体而不使它们混合在一起。
热交换器在许多工业和商业应用中被广泛使用，包括暖气系统、空调系统、化工加工以及能源生产等领域。
它旨在提高能量利用效率，减少能源浪费，以及保护环境。
原理热交换器的工作原理基于热量传递和流体流动的原理。
它通常由两个流体流经热交换器中的两个热交换介质，通过介质之间的热传导实现热量的传递。
1. 流体流动热交换器中的两个流体，通常被称为工作流体和传热介质流体，通过各自的通道与换热管道相连接。
工作流体可以是液体或气体，在流经热交换器的过程中，它会传递热量给传热介质流体。
2. 传热介质流体传热介质流体可以是热水、蒸汽、液态氨等，它在热交换器中流动，在与工作流体接触的地方接收或释放热量。
传热介质流体的选择取决于具体的应用需求和技术要求。
3. 传热管道热交换器中的传热管道起到连接工作流体和传热介质流体的作用。
传热管道可以是平行管道、螺旋管道、板式管道等形式，它们被设计成高效的结构，以最大化热量传递和流体流动。
4. 传热表面热交换器中的传热表面是工作流体和传热介质流体之间进行热传导的区域。
传热表面的设计和材料选择对热交换器的性能和效率有重要影响。
常见的传热表面材料包括铜、铝、不锈钢等。
工作过程热交换器的工作过程可以归纳为以下几个步骤：1. 流体进入工作流体和传热介质流体分别从热交换器的进口进入，它们分别流经各自的通道和传热管道。
2. 热传导工作流体和传热介质流体在传热表面进行接触，通过热传导实现热量的传递。
传热介质流体吸收工作流体的热量，使其温度升高，而工作流体则从传热介质流体吸收或失去热量，使其温度变化。
3. 流体流动工作流体和传热介质流体继续在热交换器中流动，以保持热传导和热量传递的持续进行。
流体流动通过增加热交换的表面积和提高流体流速来增加传热效率。
4. 热量输出工作流体和传热介质流体分别从热交换器的出口流出，它们的温度和热量分布已经发生变化。
热交换器工作原理
热交换器工作原理热交换器是一种用于传递热量的装置，广泛应用于许多领域，包括空调系统、供热系统、化工工艺和能源回收等。
它的工作原理基于热量的传递和流体的流动。
本文将详细介绍热交换器的工作原理及其相关要素。
1. 热交换器的组成部分热交换器主要由两个流体通道及其之间的传热表面构成。
通常情况下，其中一个流体通过管道流动，被称为“热介质”，而另一个流体流经平板或管壳内部，被称为“工作介质”。
两个流体通过传热表面进行热量传递，实现能量的交换。
2. 热交换器的工作过程热交换器的工作过程分为两个基本步骤：传热和流体流动。
在传热过程中，热介质的热量通过传热表面传递给工作介质，同时工作介质的冷热被传递给热介质。
而在流体流动过程中，热介质和工作介质通过各自的管道进出热交换器，保持流动状态以确保热量传递效果。
3. 传热的方式热交换器中，热量的传递主要通过三种方式实现：对流、传导和辐射。
对流传热是指流体的运动带来的热量传递。
流体在传热表面上流动时，会带走或吸收传热表面的热量，实现热量的传递。
这是热交换器传热效率高的一种方式。
传导传热是指热量通过传热表面的物质直接传递。
传热表面通常采用导热性能较好的金属材料制成，这样能够有效地传导热量。
辐射传热是指两个物体之间的热量通过电磁波辐射传递。
在热交换器的传热表面，热量会以辐射的形式传递给另一个流体。
4. 流体流动的方式热交换器中的流体流动方式主要分为两种：串行流动和并行流动。
串行流动是指热介质和工作介质在热交换器中分别以串行的方式流动。
这种流动方式的特点是两个流体的进出口分别位于相反的两端，流经整个传热表面后离开热交换器。
并行流动是指热介质和工作介质在热交换器中以相同的方向流动。
这种流动方式的特点是两个流体的进出口位于相同的一端，并且在传热表面上并行流动。
5. 其他因素的影响除了传热方式和流体流动方式外，热交换器的工作效果还受到其他因素的影响，这些因素包括流体的物性参数、流体流速、传热表面的材料以及热交换器的结构等。
热交换器的工作原理
热交换器的工作原理
热换器工作原理：热换器又称热交换器，是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
是在一个大的封闭容器内装上水或者其他介质，在容器内有管道穿过。
让热水从管道内流过，由于管道内热水和容器内冷热水的温度差，会形成热交换，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把管道里水的热量交还给了容器内的冷水，也就是物理的热平衡。
快净全热交换器工作原理：全热交换器将整体平衡式通风设计与高效热交换完美地结合在一起。
核心配件有风机及热交换器。
该系统从室外引入新鲜空气，然后将室内的污浊空气排除出去，在不开窗的情况下完成室内空气置换，提高室内空气品质。
与此同时，进来的新风和从室内排出的污浊空气在热交换器里面进行热能量交换，降低了新风对室内温度的影响，同时提高了人体舒适度。
全热交换器是进行室内通风的最佳途径。
快净全热交换器工作原理：全热交换器将整体平衡式通风设计与高效热交换完美地结合在一起。
核心配件有风机及热交换器。
该系统从室外引入新鲜空气，然后将室内的污浊空气排除出去，在不开窗的情况下完成室内空气置换，提高室内空气品质。
与此同时，进来的新风和从室内排出的污浊空气在热交换器里面进行热能量交换，降低了新风对室内温度的影响，同时提高了人体舒适度。
全热交换器是进行室内通风的最佳途径。
热交换器维护规范
热交换器维护规范引言热交换器是工业设备中常见的一种设备，用于传递热量。
为了确保热交换器的正常运行和延长其使用寿命，本文提供了一些热交换器维护规范。
定期清洁热交换器在使用过程中会积累灰尘、污垢和沉积物，这可能会降低其热传递效率。
因此，定期清洁热交换器非常重要。
清洁过程应包括以下步骤：1. 关闭供热系统，并断开与热交换器相关的管道连接。
2. 用软毛刷或高压水枪清洁热交换器表面。
3. 检查热交换器内部是否有积聚的污垢和沉积物，并进行适当清除。
4. 重新连接管道，并确保连接处没有泄漏。
检查冷却水冷却水是热交换器中的重要介质，必须保持清洁，并定期检查其性能。
以下是检查冷却水的建议：1. 检查冷却水的流量和压力是否正常。
2. 定期检查冷却水中的化学物质含量，例如钙、镁、铁等。
3. 如有必要，及时更换冷却水，并清洗冷却水系统。
检查密封件热交换器中的密封件起着防止泄漏的重要作用。
定期检查密封件的状况，并采取以下措施：1. 检查密封件是否有破损、老化或变形的迹象。
2. 及时更换破损的密封件，确保热交换器的正常运行。
监测性能为了及时发现热交换器的故障或性能下降，建议定期监测其性能。
以下是一些建议的监测方法：1. 测量冷却水的入口温度和出口温度，以确保热交换器的热传递效率。
2. 检测热交换器上的压力和流量传感器是否正常工作。
3. 定期检查热交换器的排放和排气口，确保其无堵塞和泄漏现象。
总结遵循这些热交换器维护规范可以确保热交换器的正常运行和延长其使用寿命。
定期清洁热交换器、检查冷却水、检查密封件，并监测性能是维护热交换器的关键步骤。
热交换器原理
热交换器原理热交换器是一种常见且重要的热工设备，被广泛应用于各个领域，包括能源、化工、制冷与空调等。
它的作用是在流体之间实现热量的传递与交换，从而达到调节温度、增加能效和改善工艺条件的目的。
热交换器的原理是基于热传导、对流和辐射的三种传热方式。
一、热传导热交换器中最基本的传热方式是热传导。
当两个接触物体之间存在温度差时，热量会通过物体的分子之间的碰撞而传导到另一物体。
在热交换器中，热量从较高温度的流体传导到较低温度的流体中。
为了提高热传导效率，常用的方法是增加传热面积，例如采用复杂的管板结构或鳍片来增加热交换面积。
二、对流对流是热交换器传热的另一种重要方式。
在流体中，当存在温度差时，会形成流动，从而使得热量更加有效地传递。
对流传热可以分为自然对流和强制对流两种形式。
自然对流是指流体由于密度的差异而形成的对流。
在热交换器中，通过设计合适的流道结构，可以利用自然对流来增加传热效率。
同时，通过调整流体的速度和流动方向，可以控制对流传热的强度。
强制对流是指通过外部力量（例如泵或风扇）的作用，使流体产生流动，从而实现对流传热。
在热交换器中，强制对流通常用于处理大流量的流体，以提高传热效率。
同时，适当选择流体的入口和出口位置，可以减少流动中的阻力，并提高对流传热的效率。
三、辐射辐射传热是指通过电磁波辐射的方式实现热量传递。
在热交换器中，由于存在高温物体和低温物体之间的辐射，热量会通过辐射传递。
辐射传热不需要介质的存在，因此在真空或纯气体环境下也能进行传热。
为了提高辐射传热效率，通常会采用表面涂层或选择适当的材料来增加辐射传热的表面积和能量吸收率。
同时，通过控制温度差和减少热辐射表面的反射，可以有效提高辐射传热的效果。
综合应用和优化在实际工程中，为了提高热交换器的效率和性能，常常会综合应用上述的传热方式，并通过合理的结构设计和优化来达到预期的效果。
例如，通过将多个热交换器相互连接，形成复合热交换器，可以充分利用各种传热方式同时发挥作用。
空调热交换器工作原理
空调热交换器工作原理
空调热交换器是空调系统中的一个重要组成部分，它的工作原理是通过传导、对流和辐射三种方式来调节室内空气的温度。
首先，空调热交换器利用传导方式将室内空气的热量传递给制冷剂。
制冷剂通常是一种特殊的工质，具有较低的沸点。
当室内空气与制冷剂接触时，热量会从空气传导到制冷剂上。
其次，空调热交换器还利用对流方式来加快热量交换的速度。
它通常由许多细小的翅片构成，这些翅片可以增加与空气的接触面积，从而提高热量传递的效率。
当冷却剂经过热交换器时，翅片会通过对流将热量传递给空气，并吹走热交换后的冷却剂。
最后，空调热交换器还利用辐射方式来散发热量。
辐射是指通过能量的传播而无需介质的方式，热交换器表面的热量会通过辐射的方式向周围环境散发出去，从而降低热交换器内部的温度。
综上所述，空调热交换器通过传导、对流和辐射三种方式来实现室内空气的冷却，从而调节室内温度并提供舒适的环境。
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
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。
热交换器生产工艺
热交换器生产工艺
1.管板的冲压成形
冲压是将金属板料或其它材料的坯料制成一定形状的零件的方法。
冲压是生产大型零部件和薄壁件的重要方法。
冲压成形工艺多用于生产大型零件，如轧钢、锻钢等。
2.折弯成型
冷弯型式有管状折弯机和平板式折弯机，管状折弯机一般用来生产各种管束、壳型换热器和管壳式换热器等；平板式折弯机则用于生产平板换热器壳。
3.焊接成形
焊接是将两块金属或两块以上金属板料通过各种不同的连接方法结合成一体，并保持其共同形状和尺寸的一种成型工艺，也称为焊接。
焊接又分为摩擦焊、超声波焊、埋弧焊等，常用的是摩擦焊和埋弧焊。
常见的管壳式换热器就是通过焊接而成。
4.弯曲成形
弯曲是将两块金属板料或多块金属板料通过一定形式进行弯曲，形成一定形状的零件的成形工艺方法，包括卷边、拉伸、冲压、弯曲等。
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空调热交换器原理
空调热交换器原理
空调热交换器原理是通过热传导、热对流和热辐射等方式将空气中的热能传递给冷媒，或将冷媒中的热能传递给空气。
热交换器通常由一系列导热材料制成，包括金属片、铜管和铝翅片等。
在空调制冷过程中，冷媒通过冷媒管流经蒸发器，与室内空气进行换热。
蒸发器中的金属片和铜管与冷媒接触，将冷媒中的低温低压蒸汽释放出来，使其接触到金属和铜管表面的室内空气。
由于金属具有良好的导热性能，热量迅速从室内空气传导到金属片和铜管上。
而铝翅片则起到增加表面积的作用，增强了换热效果。
同时，空气与金属片和铜管之间发生热对流。
当装置内部通过风机或者风扇供给气流时，空气将被强制送到金属片和铜管表面。
因为冷媒蒸发吸热，金属片和铜管上的温度相对较低，这样热空气就可以通过对流的方式将热量传递给冷媒。
此外，空调热交换器原理中还存在热辐射现象。
金属片和铜管的表面可以通过热辐射的方式将热能传递给空气。
热辐射是一种能量由热源通过波长较长的电磁辐射传递的物理现象。
综上所述，空调热交换器原理是通过导热、热对流和热辐射等方式，将热能从空气传递给冷媒，或将热能从冷媒传递给空气，以实现空调制热或制冷的过程。
热交换器工作原理
热交换器工作原理
热交换器是一种用于传热的装置，它能够在两个流体之间传递热能，而不使它们直接混合。
热交换器通过物质的热传导来实现热能的转移。
其工作原理如下：
1. 热交换器通常由一对平行的管道组成，其中一个管道中流动热源（例如热水或蒸汽），另一个管道中流动冷却剂（例如水或空气）。
2. 当热源通过管道时，热能会通过管壁传导到冷却剂中。
热源在管道内形成热边界层，而冷却剂在管道内形成冷边界层。
3. 当热源和冷却剂同向流动时，热交换器被称为并流式热交换器。
在并流式热交换器中，热能通过管壁传导到冷却剂，使其温度升高，而热源的温度则相应地降低。
4. 当热源和冷却剂逆向流动时，热交换器被称为逆流式热交换器。
在逆流式热交换器中，冷却剂的温度较高，而热源的温度则较低。
热能通过管壁传导到热源，使其温度升高，而冷却剂的温度则相应地降低。
5. 为了增加热交换的效率，热交换器通常采用一系列的管子，以增加热交换的表面积。
此外，一些热交换器还会使用填料或翅片来增加传热表面积。
总之，热交换器通过利用物质的热传导特性，在两个流体之间
实现热能的转移。
通过适当的流动方式和设计，热交换器能够高效地将热能从热源传递到冷却剂，使其得以利用或处理。
热交换器
（二）管板及换热管的连接 管板一般采用圆形平板，在板上开孔并装设换热 管，在多管程换热器中管板上还设置分程隔板。 管板还起分隔管程和壳程空间，避免冷热流体混 合的作用。管板与换热管间可采用胀接、焊接或 二者并用的连接方式。 管板与换热管的胀接连接是利用管子与管板材料 的硬度差（选材时管板材料硬度要高于管子材料 硬度），使管子在管孔中在胀管器的作用下直径 扩大并产生塑性变形，而管板只产生弹性变形， 在胀管后管板在弹性恢复力的作用下与管子外表 面紧紧贴更换与 修补，但不宜在高温、高压下工作。随着温度和 压力增高，胀接的密封性和牢固性将逐渐下降。
四、管壳式换热器的总体结构
1、管壳式换热器的总体结构以及特点 1）浮头式换热器 • 浮头式换热器的一端管板是固定的。与壳体刚性 连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相 连。活动管板一侧总称为浮头，浮头式换热器的 管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束 可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构 复杂、造价高，且浮头处若密封不严会造成两种 流体混合。浮头式换热器适用于冷热流体温差较 大（一般冷流进口与热流进口温差可达110℃）， 介质易结垢需要清洗的场合。在炼油厂中使用的 各类管壳式换热器中浮头式最多。
（四）管箱 管箱的作用是将进入管程的流体均匀分布到各换 热管，把管内流体汇集在一起送出换热器。在多 管程换热器中，管箱还可通过设置隔板起分隔作 用。管箱结构如图所示，其中图（a）适用较清洁 的介质，因检查管子及清洗时只能将管箱整体拆 下，故不太方便；图（b）在管箱上装有平盖，只 要将平盖拆下即可进行清洗和检查，所以工程应 用较多，但材料消耗多；图（c）是将管箱与管板 焊成一体，这种结构密封性好，但管箱不能单独 拆下，检修、清洗都不方便，实际应用较少。
3）蒸发器：与冷凝器的操作刚好相反，两种 介质中 的一种介质由液体被蒸发成汽体。 4）加热器：只单纯的完成一种介质的加热升温的操作。 5）冷却器：如果热量不回收利用，完成用冷却剂（如 水、空气）来冷却另外一种介质的操作的换热器 称为冷却器。如用空气作为冷却剂的换热器称为 空气冷却器，简称空冷器。 2、按材料分类：分为金属材料和非金属材料换热器。 3、按结构分类：分为管壳式换热器和板式换热器。
全热交换器工作原理
全热交换器工作原理
热交换器的工作原理是利用了流体间的热传导和相互接触而实现的。
该设备通常由许多平行并排的管道组成，其中一组管道将热的流体传递给另一组较冷的流体，以实现热能的转移。
在典型的热交换器中，热的流体通过内部的管道流过，而冷的流体则通过相邻的外部管道流过。
两组管道之间有一薄的金属壁隔开，这个壁能够促进热量的传导。
热的流体通过管道壁将热量传递给冷的流体，使之升温，而热源本身则冷却下来。
在热交换器的运行过程中，热的流体通过管道进入并经过整个热交换器的一侧。
在这个过程中，热量从热源流体中传递到管道壁上。
然后，冷的流体通过另一侧的管道进入，经过管道壁时吸收热量，使其温度升高。
通过这种方式，热能从热源中转移到冷却介质中。
为了提高热交换的效率，还经常在内部管道或壁上设置了扰动装置。
这些扰动装置可以增加内部管道的表面积，并改变流体的流动状态，从而提高传热速率。
此外，热交换器还需要适当的布局和尺寸，以确保流体能够充分接触到管道壁，最大限度地增加传热效果。
总之，热交换器通过不同流体之间的热传导和接触实现热量的转移。
它在各种工业和实验室应用中广泛使用，例如空调系统、汽车发动机冷却系统和化工工艺等。
热交换器
[主畫面] [第一章] [第二章] [第三章] [第四章] [第五章] [第六章] [第柒章] .tw/~me332a/9/index.html前言：熱交換器廣乏的被使用於煉油工業、石油化學工業以及其他一般化學工業的裝置。
用途之廣，包括了冷卻、冷凝、加熱、蒸發以及廢熱回收等。
其使用條件因相當廣範而涉及其容量、壓力、溫度等，為了配合各條件之要求，而發展出了各種形式、構造、種類。
壹、殼管形熱交換器(換熱器“Heat Exchanger”)的種類殼管形熱交換器為化工裝置設備中應用最廣的一種熱交換器，無論在低溫、高溫、低壓、高壓，祇要能在材料的容許使用範圍內就可被用於加熱、冷卻以及蒸發、冷凝等方面且其信賴度很高，效率又佳。
一般都採用將導熱管以水平橫置之形式，若安裝面積受到限制時，或是在用於蒸發操作者以及其他因素非採用導熱豎立形的傳熱管，其性能上才可獲得較佳效果時，也可採用豎立形的，如圖 1-1所示，將多數傳熱管以擴管或焊接等方式，固定於管板上而成管群插入殼體內所構成之換熱器。
一般可由管板和熱交換器殼體銜接部份的方式加以區別，而可分固定管板式，浮動頭式，U字管式等三種。
(一)固定管板式兩端的管板焊接於殼體上或是以其他方式所固定的傳熱管即以擴管方式，或焊接等方式固定於管板而裝設。
此型式之熱交換器因殼內無法清除沉積物，所以在殼內不適於採用有污染性多之流體或具有腐蝕性的流體。
這種殼管型熱交換器形式中最簡單，製造費低廉，但只適於殼內流體污染性較少的流體才有利。
如殼側、管側，兩流體的溫度差在100℃ 以上時，或是溫度差雖低，然而殼和傳熱管之材質相異，會受殼和管的溫度變化而產生之伸長幅度之差距過大者，殼體上必須裝設脹縮式之接頭。
(二)浮動頭式此型是將導熱管以擴管或是焊接等方法分別固定在固定管板端以及浮動管板端上，殼體和管束就可自由自在地應付所發生的熱膨脹而無害，而且管群也可簡單的安裝與撤出。
污染性較高的流體讓它在管側流動，若兩流體污染程度相同者，以壓力高者流於管側，這是因為管側的清除比較容易，又在構造上讓高壓流體流通管內比較便宜，另外具有腐蝕性的流體最好也流通於管側。
热交换器原理与设计 史美中
热交换器原理与设计史美中简介热交换器（Heat Exchanger）是一种被广泛应用于工业领域的热传递设备。
它通过两个或多个流体之间的热交换，实现能量的转移。
热交换器的原理和设计对于提高能源效率、降低生产成本以及减少环境污染具有重要意义。
在本篇文档中，我们将探讨热交换器的原理和设计以及其在实际中的应用。
热交换器原理热交换器的基本原理热交换器的基本原理是利用两个或多个流体之间的热传导，实现能量的转移。
一般来说，热交换器由一个管束和一个壳体组成，流体在管束内部和壳体外部流动。
热交换器可以分为直接传热和间接传热两种类型。
直接传热是指两个流体直接接触并通过传热表面进行热传导。
这种方式适用于流体之间热传导速率较高的情况，如气体之间的传热。
间接传热是指通过一个热传导表面将热量从一个流体传递到另一个流体中。
这种方式适用于流体之间热传导速率较低的情况，如气体和液体之间的传热。
热交换器的工作原理热交换器的工作原理可分为对流传热和辐射传热两种方式。
对流传热是指流体与热交换器内部表面接触并通过对流的方式传热。
流体在热交换器中流动时，与热交换器内部表面发生热交换，使得热量从一个流体传递到另一个流体。
辐射传热是指通过电磁辐射的方式将热量从一个流体传递到另一个流体。
辐射传热主要由热交换器内部表面的热辐射和吸收来实现。
热交换器设计热交换器的设计考虑因素在热交换器的设计过程中，需要考虑以下因素：1.热传导的效率：热交换器设计的关键目标是实现尽可能高的热传导效率，以确保能量的有效转移。
2.流体的物性：流体的物性如粘度、比热容等对热传导效率产生重要影响，需要在设计过程中准确考虑。
3.热交换器的尺寸和形状：合理选择热交换器的尺寸和形状，以适应不同的场景和应用需求。
4.热交换器的材料选择：热交换器需要具备良好的耐腐蚀性和热传导性能，材料的选择对于热交换器的性能至关重要。
热交换器的设计步骤热交换器的设计通常包括以下步骤：1.确定热交换器的类型：根据实际应用需求和流体特性，选择适合的热交换器类型，如管壳式热交换器、板式热交换器等。
电动汽车热交换器的工作原理
电动汽车热交换器的工作原理电动汽车热交换器是电动汽车冷却系统中的重要组成部分，用于调节电动汽车的温度，保持其正常运行。
它的主要工作原理是通过热传导和热对流来实现热量的传递和调节。
首先，让我们来了解一下热交换器的基本原理。
热交换器是一种设备，它通过两个流体之间的热量传递来调节温度。
在电动汽车中，热交换器用于传递电动机和电池等部件产生的废热，以保持它们的正常运行温度。
热交换器通常由一组金属管子组成，这些管子内部通有冷却液。
当冷却液从电动汽车的冷却系统中流过时，它会吸收电动机或电池产生的热量。
同时，冷却液经过管子的外部表面，与流过外部的空气接触，通过对流将热量散发到空气中。
为了加强对流散热效果，热交换器通常具有一些改善散热的设计。
例如，热交换器的外表面可能会设计成一些散热片，以增大散热表面积，提高对流散热效率。
此外，热交换器内的管道也可能采用复杂的设计，例如螺旋形管道，以增加流体的流动路径，提高热量传递效率。
除了通过散热片和管道设计来增强热量传递效果外，热交换器还可能配备一些辅助设备，例如风扇。
风扇可以进一步增强空气对流，从而加速热量的散发。
一些高端的热交换器甚至可能采用液冷技术，通过内部的冷却流体来直接吸收废热，并将其带走。
总结起来，电动汽车热交换器的工作原理可以概括为：通过管道内流动的冷却液吸收热量，然后通过管道的外表面和辅助设备（如散热片或风扇）将热量散发到空气中。
通过这种方式，电动汽车的冷却系统可以有效地控制电动机和电池的温度，保持它们在安全和正常的工作温度范围内。
正是因为电动汽车热交换器的作用，电动汽车才能够在长时间高温运行或剧烈运动时，保持其关键部件的工作温度稳定。
这不仅有助于提高电动汽车的性能和寿命，还能增强驾驶者的安全感。
因此，研究和改进电动汽车热交换器的工作原理和设计，对于推动电动汽车行业的发展具有重要意义。
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填料函式换热器
对分流壳体
填料函
填料函式换热器
优点：
（1）结构比浮头式换热器简单，壳体和管束热变形 自由，不产生热应力。
（2）管束可从壳体中抽出，壳程的检修和清洗方 便。
缺点： 填料函处形成动密封，壳程介质易泄漏， 要求壳程介质温度和压力不能过高，且无毒、非易 燃和易爆。
要坚固和紧密;
(2)设备要尽量紧凑，以便减小管板和壳体的直径，并使 管外空间的流通截面减小，以便提高管外流体的流速;
(3)要使制造、安装和修理、维护简便 这些要求能否满足，关键在于管子的排列方式和管间距
的正确选择。
流 体 流 动 方 向
正三角形
流 体 流 动 方 向
转角正三角形
正三角形最普遍，因为在相同的管板面积上 排管最多，结构紧凑，但管外清洗不方便；
固定管板式换热器
列管结构 双管程管壳式换热器
固定管板式换热器
优点： （1）结构简单紧凑，制造成本低。
（2）与其它类型换热器相比，在 相同壳体直径下，排管数目最多。
（3）管内便于清洗。
缺点： （1）壳程不能用机械方法清洗，
应走清洁流体。 （2）不设膨胀节时，管、壳程
可能产生较大的温差应力。
带膨胀节的固定管板换热器
概念解释：密封焊—不保证强度，只防漏； 强度焊—既防漏，又保证抗拉脱强度； 贴胀—只消除间隙，不承担拉脱力； 强度胀—既消除间隙，又满足胀接强度。
目前，先焊后胀与先胀后焊两派学说仍处于争 议之中。
换热管在管板上的排列方式:
在确定管子在管板上的排列方式时，应该考虑 下列原则:
(1)要保证管板有必要的强度，而且管子和管板的连接
当壳程流体不是污染性介质时，采用正三 角形排列法。正三角形排列法在一定的管板面 积上可以配置较多的管子数，且由于管子间的 距离都相等，在管板加工时便于画线与钻孔。
我国换热器系列中，固定管板式多采用正 三角形排列
正方边形
流 体 流 动 方 向 正方形
流 体 流 动 方 向 转角正方形
正方形排管少，结构不够紧凑，但管外清洗较方便。
（3）为使浮头管板和管束检修时能够一起抽出，在管束外缘 与壳壁之间形成宽度为16~22mm的环隙，这样不仅减少了排 管数目，而且增加了旁路流路，降低了换热器的热效率。
U形管式换热器
U形管式换热器： 优点： （1）结构简单，省去一块管板和一个管箱，造价低。 （2）管束和壳体分离，热膨胀时互不约束，消除热应力。 （3）管束可以从壳体中抽出，管外清洗方便。 缺点： （1）弯管必须保持一定曲率半径，管束中央会存在较大的 空隙，流体易走短路，对传热不利。 （2）管内不能用机械方法清洗，宜走清洁流体。 （3）管子泄漏损坏时，只有最外层管子可以更换，其他管 子只能堵死，会减小换热面积。
填料函式换热器通常只适用于低压和小直径场合。
主要部件的分类及代号
零部件名称表见教材P42
问题：AES500-1.6-54-6/25-4I
管壳式换热器的设计、制造标准
美国的TEMA标准，日本的JIS B8249标准，
英国的BS5500标准
• 国标GB 151-1999：适用范围(1)公称直径 DN≤2600mm；（2）公称压力PN≤35MP；（3）公称 直径和公称压力的乘积≯1.7×104
我国换热器系列中，同心圆排列法用于 用于小壳径换热器。
组合的排列
例如在多管程热交 换器中，每一程都 采用等边三角形排 列，而在各程相邻 管排间，为便于安 装隔板，则采用正 方形排列
换热管中心距
胀焊并用连接形式主要有： • ①先焊后胀：强度焊＋贴胀
高温高压换热器中大多用厚壁管，胀接时要使用润滑油， 进入接头后缝隙中会在焊接时生成气体，恶化焊缝质量， 只要胀接过程控制得当，先焊后胀可避免这一弊病。
②先胀后焊：强度胀＋密封焊 适用于管子与管板材料焊接性能
较差的材料，胀接时不用润滑油，可 防止产生焊接裂纹。
胀管前后示意图
（a）胀管前
（b）胀管后
胀接管孔结构
强度胀适用范围： P≤4.0MPa t ≤300oC
焊接法
优点： （1）强度高，抗拉脱力强。 （2）修理、更换方便。
缺点： （1）焊接残余应力可能导致应力 腐蚀和疲劳破坏。 （2）间隙腐蚀问题。
•
焊接+胀接
焊胀结合
• 前面我们讲了胀接、焊接后，会发现它们各自有优、缺点， 因而目前广泛应用了胀焊并用的方法，这种方法能提高连 接处的抗疲劳性能，消除应力腐蚀和间隙腐蚀，提高使用 寿命。
2.1.2 管子在管板上的固定与排列 一、管子在管板上的固定
根据换热器的使用条件不同,加工条件不同,连接的方法基本上 分为胀接、焊接和胀焊结合三种,由于胀接法能承受较高的压 力,特别适用于材料可焊性差的情况。
1.胀管法
1)过程：最普通的是利用胀管器挤压伸入管板孔中的管子端部，使管端 发生塑性变形，管板孔同时产生弹性变形，取去胀管器后，管板与管子 产生一定的挤压力，贴在一起达到密封紧固连接的目的。 2）适用范围：换热管为碳素钢，管板为碳素钢或低合金钢，设计压力 ≤4MPa，设计温度≤300℃，且无特殊要求的场合。外径d＜14mm， 不适合胀接。 3）要求管板硬度大于管子硬度，否则将管端退火后再胀接。 胀接时管板上的孔可以是光孔，也可开槽。
b）浮头式换热器 一端可以沿轴向自由浮动
特点：部分消除了温差应力、便于清洗和检修； 结构复杂、成本高；
适用：应用广泛。
浮头式换热器
浮头式换热器
优点：
（1）壳体和管束热变形自由，不产生热应力。
（2）管束Hale Waihona Puke 从壳体中抽出，便于壳程的检修和清洗。
缺点：
（1）结构复杂，造价高。
（2）为使一端管板浮动，需增加一个内浮头盖及相关连接件 以保证密封，操作时，如果内浮头盖连接处泄漏将无法发现， 所以应严格保证其密封性能。
此排列法在浮头式和填料函式换热器中用得较 多。若将正方形排列的管束旋转45˚安装，可适 当提高壳程对流传热系数。
我国换热器系列中，浮头式则以正方形错列 排列居多
同心圆形
在制氧设备中，有采用同心圆排列法，这 种排列法比较紧凑，且靠近壳体的地方布管均 匀；在小直径的换热器中，按此法在管板上布 置的管数比按正三角形排列的还多。