优选高效间壁式热交换器
间壁式换热器
产品特点
产品特点
间壁式换热器的特点是冷，热两流体被一层固体壁面（管或板）隔开，不相混合，通过间壁进行热交换。
类型
01
板式换热器
02
夹套式换热 器
03
沉浸式蛇管 型
04
喷淋式换热 器
06
管壳式换热 器
05
套管式换热 器
板式换热器
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩 形通道，通过半片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热 损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下， 其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。
套管式换热器
套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内, 另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大.另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流,对数 平均推动力较大。套管换热器结构简单,能承受高压,应用亦方便(可根据需要增减管段数目).特别是由于套管换 热器同时具备传热系数大,传热推动力大及能够承受高压强的优点,在超高压生产过程(例如操作压力为3000大气 压的高压聚乙烯生产过程)中所用的换热器几乎全部是套管式。
清洗工艺
清洗工艺
1．隔离设备系统，并将换热器里面的水排放干净。 2．采用高压水清洗管道内存留的淤泥、藻类等杂质后，封闭系统。 3．在隔离阀和交换器间装上球阀（不小于1英寸=2.54厘米），进水和回水口都应安装。 4．接上输送泵和连接导管，使清洗剂从换热器的底部泵入，从顶部流出。 5．开始向凝汽器里泵入所需要的清洗剂（比例可根据具体情况调整）。 6．反复循环清洗到推荐的清洗时间。随着循环的进展和沉积物的溶解，反应时产生的气体也会增多，应随 时通过放气阀将多余的空气排出。随着空气的排出，换热器内的空间会增大，可加入适当的水，不要一开始就注 入大量的水，可能会造成水的溢出。 7．循环中要定时检查清洗剂的有效性，可以使用PH试纸测定。如果溶液保持在PH值2‐3时，那么清洗剂仍 然有效。如果清洗剂的PH值达到5‐6时， 8．达到清洗时间后，回收清洗溶液。并用清水反复冲洗交换器，直到冲洗干净至中性，用PH试纸测定PH值 6~7。
传热操作技术—间壁式换热器(化工原理课件)
U形管式
U型管式换热器
U形管式
➢ 优点：不会产生热应力，结 构较简单，造价低
➢ 缺点：U形管内不易清洗，因 此要求管内流体要清洁、不 易结垢
➢ 适用场所：高温、高压
列 管 换 热 器
换热器 结构的 设计
列管换热 器的结构 和分类
换热器 的选型
壳体 管束
管板 封头
列管15换.5 热 器
带补偿圈的 固定管板式
管式换热器结构不紧凑
在管式换热 器的基础上 加以改进
1
高效紧 凑的换
热器
采用各种板 状换热表面
2
1.螺旋板式换热器
1，2—金属片；3—隔板；4，5—冷流体连接管；6，7—热流体连接管
04 01 03 02
优点 1 2 3 4
传热系数大
结构紧凑，单位体积的传热面约 为列管式的3倍 冷、热流体间为纯逆流流动,，传 热平均推动力大
冷、热流体温度不同，则壳体和管束受热 不同，其膨胀程度也不同。两者温差大于50℃， 管子会扭弯、断裂或从管板上脱落，毁坏换热 器。
从结构上考虑热膨胀的影响
按消除热应力的方式
固定管板式
浮头式
U形管式
固定管板式 固定管板换热器(∆t<50℃)
➢ 优点:结构简单，成本低。 ➢ 缺点:壳程检修和清洗困难 ➢ 适用场所：壳程必须是清
由于流速较高以及离心力的作用,在 较低的Re下即可达湍流,使流体对器 壁有冲刷作用而不易结垢和堵塞
缺点
操作压强和温度不能太高，目 前操作压强不大于2MPa,温度不 超过300~~400℃
流体在换热器内做螺旋式流动， 加上定距片对流体流动的干扰作 用，其流动阻力较大
检修困难
2.板式换热器
热交换
基本定义热交换器热交换器：将某种流体的热量以一定的传热方式传送给其它流体的设备，称为交换器。
对换热器的基本要求：①满足工艺过程所提出的要求，热交换强度高，热损失少，在有利的平均温差下工作。
②要有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构，制造简单，装修方便，经济合理，运行可靠。
③设备紧凑。
④保证较低的流动阻力，以减少热交换的动力损耗。
热交换器的分类：①按用途分：预热器，冷却器，冷凝器，蒸发器。
②按制造材料分：金属的，陶瓷的，塑料的，石墨的，玻璃的。
③按湿度状况分：温度工况稳定的热交换器:：：热流大小以及在指定热交换区域内温度不随时间变化：温度 工况不稳定的热交换器：传热面上的热流和温度都随时间变化④按照热流体和冷流体的 流动方向分：顺流式，逆流式，错流式，混流式 ⑤安传递热量的方法：间壁式，混合式，蓄热式 热交换器的计算方式 ①热计算 ②结构计算 ③流动阻力计算 ④强度计算一、热交换器的热计算的基本原理1 热计算公式：tm ∆=KF QtdF k F∆=⎰Q热平衡）（）（'2"22"1'11i i M i i M -=-=Q 1：热流体 2：冷流体 ⎰=-=--=111'1"111'1"1111t M t t M t t M C C C Q ）（）（ ⎰=-=222'2"2221t M t t M C C Q ）（ 热平衡：不考虑散至周围环境的热损失时，冷流体所吸收的热量等于热流体所释放的热量MC W =称为热容量，它的数字代表该流体的温度每改变1℃时所需的热量，用W 表示。
2，平均温差：指整个热交换器各处温差的平均值。
算数平均温差：）（min max m t t 21t ∆+∆=∆对数平均温差：minmax min max m t t lnt t t ∆∆∆-∆=∆）（3，温差修正系数：在计算温差时，常将流体按逆流时，根据出口湿度算出对数平均温差，然后乘以考虑因流动方式不同于逆流而引入的修正系数ϕ，称为温差修正系数。
如何提高换热器的换热效率
2 换热器的热计算的方法 现有的关于换热器热计算的方法主要是以间壁式换热器为
基础研究的。主要包括两方面的研究，一是设计性计算，其目的 是根据一些已知条件，设计新的换热器，确定换热面积，这种计 算由于换热器结构不同，其构造尺寸会影响换热系数，因此，还 要结合结构计算，交叉进行。二是校核计算，这种计算方法是已 知现有换热器的各项结构，但现有工况与设计工况差别很大，需 要确定进出口流体温度，看能否满足现有工况的要求。
NTU 和 Rc 有非常密切的关系，而 NTU 与总传热系数、传递面积 和热容有关，Rc 与热容有关，因此，分析影响换热器换热效率的 因素应从这几个方面着手。从实际应用得知，影响换热器换热效 率的因素还有换热器的板材、管材材料、壁厚、进出口的设置、 焊接形式的选择、壳程以及导流管设置等等，这些结构的影响主 要集中在设计阶段。
工艺要求的设备装置，通常也称为热交换器。我国上个世纪 60 年代研制出第一台管壳式换热器，而后接连又研制出板式换热 器、螺旋板式换热器，标志着我国完全可自主研制符合世界制 造标准的换热器。目前，我国换热器已经得到了长足的发展，因 为其节能环保的优势，得到各个行业的重视，主要应用在石油化 工、电力、冶金等行业中。换热器根据介质、压力等不同，具有 很多种分类方法，但最常用的分类主要包括间壁式换热器、混合 式换热器和蓄能式换热器 [1]。
传热有效度）是评价热交换器好坏的重要指标。传热有效度的定
基于气侧强化换热技术的间壁式气体-散料换热器
目前工 业生 产 中对气 体显 热及 液体 显热 的 回
气 体 一散 料强化 换热 可分 为气 体侧 强化换 热 及 固 体侧 强化 换热 ，由于一般 固体 的导 热系 数大 于气
收 效率 较高 ，而 对余 热量 更大 的高 温 固体 散料 的
余 热 回收率 较 低 ¨ 。 工 业 应 用 成 熟 的 固体 散 料 ｊ 热 回收设 备 主要 有 流化 床 式 、回转 窑 式 、简 式 、
ｉｄ ｓｒ ． ｎ ｕ ｔｙ
Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ ｆｎ ｒ ｉ ｅ— ｐ ｗｄ ｒ ｗａ ｔ ａ ｅ ｏ ｅ ｈ ａ ｒ ｎ ｆｒｅ ｈａ ｅ ｎ ｎ ｍｅｒｃ ｌｓｍｕｌｔｏ ． ｏ ｅ￣ ｓｅ ｈｅ ｔｒ ｃ ｖ ｒ ｙ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｎ ｎｃ ｍｅ ｔ ｕ ｉ ａ ｉ ａｉ ｎ
摘 要 目前 工业 中气 体 一 料多为直接换热 ，这种换热方式对易与换热介质发生 不 良反应 、 散
粒度较细 的散 料不适用 ，因此着 眼于气体 一散料 的间接换热 ，首先研制 了一种气体 侧强化换 热插件——金属纤 维多孔体 ，并采用 Ｆ Ｕ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ软件对 其传热 与流动特性 进行研 究 ，然后 开发 了问壁式 气体 一散料换热器 ，其换热 高效 、结构 紧凑 ，已在工业上成功应用。 、 关键 词 散料余 热回收 强 化换 热 数值模 拟
体 的导 热系数 ，气 固换 热 的瓶 颈在 于气 侧 。其 中
Hale Waihona Puke 气 体侧 的强 化 换 热 的研 究 目前 多集 中 于 处 理 表
篦 式 Ｊ 、热 管 式 【 ４、壳 管 式 Ｊ ３】 Ｉ ，其 中 前 四 种 形 式采 用直 接换 热技 术 ，换热 效率 高 ，但是不 适
于 粒度 较 细 、易 与换 热 介 质 发 生 不 良反应 的 散 料 ，而后 两 种 由 于造 价 高 和 强化 传 热效 果 有 限 ， 均 没得 到广 泛应 用 ，因此研究 气体 一 料 的强化 散 换 热 、开发 出实用 的 间壁 式气 体 一散料 换热器 对 加 速散 料余 热 回收 的进程 具有 重要 意义 。 问壁 式
《间壁式换热器》课件
保养措施
根据换热器的使用情况和 制造商的推荐，定期进行 润滑、紧固等保养工作。
常见问题的处理与预防
堵塞与腐蚀
定期检查并清洗换热器表面，保持水质和介质的 清洁度，以预防堵塞和腐蚀问题。
泄漏与密封失效
检查密封件和连接件是否完好，及时更换损坏的 密封件，确保密封性能。
过热与效率下降
监控换热器的运行温度和压力，防止过热和效率 下降，及时调整操作参数。
延长使用寿命
适当的维护可以防止换热 器因腐蚀、磨损等问题而 过早损坏，延长其使用寿 命。
保障生产安全
换热器故障可能导致生产 流程中断，甚至引发安全 事故，因此维护保养至关 重要。
清洗与保养的方法
定期检查
定期对换热器进行检查， 包括外观、密封件、连接 件等，以便及时发现潜在 问题。
清洗过程
根据换热器的材质和污垢 程度选择合适的清洗方法 ，如化学清洗、物理清洗 等。
对流传热原理
总结词
通过流体流动使热量从一处传递到另一处。
详细描述
对流传热是流体在运动过程中，由于流体的密度和温度梯度产生的热量传递现象。在间壁式换热器中，对流传热 发生在流体与间壁表面以及不同流速的流体之间，热量通过流体的流动传递。
辐射传热原理
总结词
通过电磁波传递能量的方式。
详细描述
辐射传热是物体以电磁波的形式发射和吸收能量，从而实现热量传递的过程。在间壁式换热器中，辐 射传热可能发生在间壁表面或流体中，但通常在高温环境下更为显著。
表面处理工艺
采用喷涂、电镀等表面处理技术，提 高换热器的抗腐蚀、抗磨损性能，延 长使用寿命。
智能化技术的应用
温度控制系统
采用智能温度传感器和控制器，实现 换热器的温度自动控制和调节，提高 换热器的稳定性和可靠性。
板翅式热交换器-1th
水沸腾时可达1745-35000W/(m2•℃)
板翅式热交换器 板翅式换热器特点
紧凑度高
翅片为0.2-0.3mm厚的铝合金材料，布置的很密，故
其是气侧)的场合
板翅式热交换器 ③多孔翅片
在平直翅片上冲出许多圆
孔或方孔而成
开孔率一般在5-10%之间，
孔径与孔距无一定关系， 排列有长方形、平行四边 形和正三角形三种
我国目前多采用ф2.15、
ф1.7，孔距为6.5mm、 3.25mm、正三角排列
板翅式热交换器
③多孔翅片 翅片上的孔使热边界层不 断破裂、更新，提高了传 热效果
坏热边界层十分有效
在压损相同的条件下，传
热系数要比平直翅片高 30%以上
有“高效能翅片”之称
板翅式热交换器 ②锯齿形翅片
锯齿形翅片的传热性能随
翅片切开长度而变化，切 开长度越短，其传热性能 越好，但压力降增加
在传热量相同的条件下，
其压力损失比相应的平直 翅片小
普遍用于需要强化传热(尤
金制造，故特别适用于空气分离和天然气分离， 其使用压力范围也很大
在重量上比管壳式轻约15 ~50%
板翅式热交换器 板翅式换热器特点
不足之处—流道狭小，易堵塞而增大压降
隔板和翅片由很薄的铝板制成，若腐蚀造成内部
串流，则很难找到漏的地方 沉积和堵塞的场合 热器
适用于介质干净、对铝不腐蚀、不易结垢、不易 良好耐腐蚀的聚四氟乙烯材料的非金属板翅式换 不锈钢板翅式
当参加换热的两种流体的换热系数相差悬殊时，
浅谈DHE111型高效节能热交换机组的独特优势
浅谈DHE111型高效节能热交换机组的独特优势DHE111型高效节能热交换机组是一种新型的热交换设备，它具有独特的优势。
本文将从多个方面对DHE111型高效节能热交换机组的独特优势进行介绍。
DHE111型高效节能热交换机组具有高效节能的特点。
传统的热交换设备存在着能源消耗高、效率低的问题，而DHE111型高效节能热交换机组利用先进的技术和设计理念，能够大幅提高热交换效率，降低能源消耗。
在使用过程中，DHE111型高效节能热交换机组能够将热能的损失减少到最低，使得热交换过程更加高效，从而节约能源，降低成本。
DHE111型高效节能热交换机组具有高度的可靠性。
在工业生产中，热交换设备的可靠性是至关重要的，任何故障都可能导致生产线停工、损失增加。
DHE111型高效节能热交换机组采用了优质的材料和精密的制造工艺，能够保证设备的稳定性和可靠性。
它还具有完善的自动控制系统和智能化的操作界面，能够实时监测设备运行状态，及时发现并处理问题，确保设备的正常运行。
DHE111型高效节能热交换机组具有灵活多样的适用性。
不同的工业生产过程对热交换设备的要求各不相同，传统的热交换设备往往无法满足多样化的需求。
而DHE111型高效节能热交换机组可以根据不同的工艺要求，灵活调整操作参数，提供定制化的解决方案。
无论是在化工、冶金、制药或者食品加工领域，DHE111型高效节能热交换机组都能够发挥出色的性能，满足不同客户的需求。
DHE111型高效节能热交换机组还具有环保节能的特点。
工业生产中，能源消耗和环境污染一直是人们关注的焦点。
DHE111型高效节能热交换机组在设计和制造过程中，充分考虑了环保要求，减少了对环境的影响。
其高效节能的特点，也能够降低能源消耗，减少碳排放，符合现代工业发展的可持续发展理念。
DHE111型高效节能热交换机组具有智能化的特点。
随着信息技术的发展，智能化已经成为了工业设备发展的趋势。
DHE111型高效节能热交换机组集成了大量的先进传感器和自动控制技术，能够实现设备的智能化监控和远程操作。
间壁式换热器的分类和应用分析
间壁式换热器的分类和应用分析换热器又称热交换器，是一种将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
文对几种主要的间壁式换热器的工作原理进行了分析，并指出了其适用范围，为工作人员对各种间壁式换热器正确选型和使用提供参考意见。
2. 间壁式换热器的主要类型及其特征2.1板式换热器板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器，最初用于食品工业，50年代逐渐推广到化工等其它工业部门，现已发展成为高效紧凑的换热设备。
板式换热器是由一组金属薄板、相邻薄板之间衬以垫片并用框架夹紧组装而成，各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。
如图2.1为板式换热器矩形板片结构示意图，其四角开有圆孔，形成流体通道。
冷热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行换热。
具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。
2.2板翅式换热器板翅式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的新型换热器。
板翅式换热器的结构型式很多，但其基本结构元件相同，即在两块平行的薄金属板（平隔板）间，夹入波纹状的金属翅片，两边以侧条密封，组成一个单元体。
将带有流体进、出口的集流箱焊到板束上，就成为板翅式换热器。
板翅式换热器的主要优点是：传热性能好。
由于翅片在不同程度上促进了湍流并破坏了传热边界层的发展，故传热系数很大。
冷、热流体间的传热不仅仅以隔板为传热面，大部分热量是通过翅片传递的，结构高度紧凑，单位体积的传热面积可达2500m2/m3，最高可达4300m2/m3。
通常板翅式换热器采用铝合金制造，因此换热器的重量轻。
同时由于翅片对隔板的支撑作用，其允许的操作压力也较高，可达5MPa。
间壁式换热器(正式版)
一.概念
间壁式换热器是冷，热两流体被一层固体壁面（管或板）隔开， 不相混合，通过间壁进行热交换的换热器。
Hale Waihona Puke 二.主要类型套管式换热器
间壁式
列管式换热器
板式换热器
固定板式换热器
浮头换热器
U型管式换热器
空气冷却器
热管换热器
（1）套管式换热器：直径不同的管子连成同心套管。
（2）列管式换热器
①固定管板式换热器：两端管板固定。
②浮头式换热器：一端不与壳体相连，该端称浮头
③U型管式换热器：
④空气冷却器：
（3）板式换热器：由传热板片、密封垫片和压紧装置组成。
（4）热管换热器
热交换器原理与设计 题库 考点整理 史美中
热交换器原理与设计题型：填空20％名词解释（包含换热器型号表示法）20％简答10％计算（4题）50％0 绪论➢热交换器：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。
(2013-2014学年第二学期考题[名词解释]) ➢热交换器的分类：按照热流体与冷流体的流动方向分为：顺流式、逆流式、错流式、混流式➢按照传热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])1 热交换器计算的基本原理（计算题）➢热容量（W＝Mc）：表示流体的温度每改变1℃时所需的热量➢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(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])➢传热有效度（ε）：实际传热量Q与最大可能传热量Q max之比2 管壳式热交换器➢管程：流体从管内空间流过的流径。
壳程：流体从管外空间流过的流径。
➢<1-2>型换热器：壳程数为1，管程数为2➢卧式和立式管壳式换热器型号表示法（P43）(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])记：前端管箱型式:A——平盖管箱B——封头管箱壳体型式:E——单程壳体F——具有纵向隔板的双程壳体H——双分流后盖结构型式:P——填料函式浮头 S——钩圈式浮头 U——U形管束➢管子在管板上的固定：胀管法和焊接法➢管子在管板上的排列：等边三角形排列（或称正六边形排列）法、同心圆排列法、正方形排列法，其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])➢管壳式热交换器的基本构造：⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板➢产生流动阻力的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。
➢热交换器中的流动阻力：摩擦阻力和局部阻力➢管壳式热交换器的管程阻力：沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力➢管程、壳程内流体的选择的基本原则：（P74）管程流过的流体：容积流量小，不清洁、易结垢，压力高，有腐蚀性，高温流体或在低温装置中的低温流体。
热交换器原理与设计复习考核重点
热交换器原理与设计复习考核重点第二章管壳式热交换器1、管壳式热交换器按其结构的不同一般可分为固定管板式、U形管式、浮头式和填料式四种类型。
管壳式热交换器，具有结构简单、造价较低、选材范围广、适用范围广、处理能力大、清洗方便等优点，还能适应高温高压的要求。
但传热效果较差、体积比较庞大，因此在某些场合需要使用在传热性能、体积等方面具有一定优点的其他型式热交换器。
(1)固定管板式热交换器:将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，固称之为管板式热交换器。
结构比较简单，重量轻，在壳程数相同的条件下可排的管数多。
但是他的壳程不能检修和清洗，因此宜于流过不宜结垢和清洁的流体，当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开。
从而发生流体的泄漏。
为避免后患可在外壳上装设膨胀节，但它只能减小而不能完全消除由于温差引起的热应力。
这种方法不能照顾到管子的相对移动。
(2)U形管式热交换器:管束由U字形弯管组成。
管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定，使每根管子具有自由伸缩的余地而不受其他管子及壳体的影响。
可将整个管束抽出清洗，但要清除内壁的污垢却比较困难，因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径，因而在制造时需要不同曲率的模子弯管，且使管板的有效利用率降低。
此外，损坏的管子也难于调换，U形管中间部分空间对热交换器的工———————————————————————————————————————————————作有着不利的影响，从而使热的应用受到很大的限制。
(3)浮头式换热器:两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接(为固定端)，另一端的管板不与壳体固定连接而可相对于壳体滑动，这一端为浮头端。
管束的热膨胀不受壳体的约束，壳体与管束之间不会因差胀而产生热应力。
需要清洗和检修时，仅将整个固定端抽出即可进行。
它的缺点是:浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，结果使壳体直径增大，或壳程与管束之间形成了阻力较小的环形通道，部分流体将有此处旁通而不参与热交换过程。
间壁式换热器的类型夹套式换热器
间壁式换热器的类型夹套式换热器发布: 2010-3-17 18:59 | 作者: zhm | 来源: 承压设备博客一、夹套式换热器如图所示，为一夹套式换热器。
这种换热器结构简单，即在反应器(或容和的外部筒体部分焊接或安装一夹套层，在夹套与器壁之间形成密闭的空间，成为一种流体的通道。
夹套式换热器主要用于反应器的加热或冷却。
当蒸气进行加热时，蒸气由上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管排出。
如用冷却水进行冷却时，则由夹套下部接管进入，而由上部接管流出。
由于夹套内部清洗比较困难，故一般用不易产生垢层的水蒸气、冷却水等作为载热体。
这种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器冷凝液的限制，因此适用于传热量不大的场合。
为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使容器内液体作强制对流。
为了弥补传热面积的不足，还可在容器内加设蛇管等。
当夹套内通冷却水时，可在夹套内加设挡板，这样既可使冷却水流向一定，又可使流速增大，以提高对流传热系数。
二、蛇管式换热器1.沉浸式蛇管换热器如图所示，为一沉浸式蛇管换热器。
蛇管多以金属管弯绕成窗口器的形状，沉浸在容器中的液体内。
两种流体分别在管内、外流动进行热交换。
沉浸式蛇管换热器这种换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐，能承受高压。
其主要缺点是管外对流传热系数较小，因而传热系数K值也较小如在容器内加设搅拌器，则可提高传热系数。
2.喷淋式蛇管换热器喷淋式蛇管换热器如图所示，它是用水作为喷淋冷却剂，以冷却管内的热流体，故常称为水冷器。
冷却水从上面的水槽(或分布管)中淋下，沿蛇管表面下流，与管内的热流体进行热交换。
这种设备通常放置在室外空气流通处，冷却水在外部汽化时，可带走部分热量，以提高冷却效果。
它与沉浸式蛇管换热器相比，具有便于检修、清洗和传热效果较好等优点；其缺点是占地较大，喷淋不易均匀，耗水量大。
三、套管式换热器如图所示，为一套管式换热器。
这种换热器是由两种不同直径的管子装成同心套管，每一段直出口-管称为一程，程数根据换热任务和要求确定。
间壁式换热器的操作方法
间壁式换热器的操作方法
1.首先将间壁式换热器放置在水平平稳的位置。
根据需要连接进出口管道。
2.打开进出口阀门，将待处理的物质输送至换热器中，同时启动电机。
3.当物质通过换热器时，热量从高温的流体传递到低温的流体中。
在传热的过程中，需要控制流量和温度以便满足特定的需求，通常使用温度和压力传感器进行监测和控制。
4.待处理物质在换热器内部经过多次循环和传热，最终通过出口管道输出，并结束整个换热过程。
5.当结束操作后，将进出口阀门关闭，并停止电机运行。
清洗和维修时，需要先拆卸换热器，并根据不同的情况进行清洗或维修操作。
间壁式换热器的类型
间壁式换热器的类型间壁式换热器的特点是冷、热两流体被固体壁面隔开，不相混合，通过间壁进行热量的交换。
此类换热器中，以列管式应用最广，本节将作重点介绍。
其它常用的间壁式换热器简介如下：一、管式换热器(一)蛇管式换热器蛇管式换热器可分为两类。
1)沉浸式蛇管换热器蛇管多用金属管子弯制而成，或制成适应容器要求的形状，沉浸在容器中。
两种流体分别在蛇管内、外流动而进行热量交换。
几种常用的蛇管形式如图4—40所示。
这种蛇管换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐蚀，能承受高压。
主要缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多，故管外流体的 较小，因而总传热系数K值也较小。
若在容器内增设搅拌器或减小管外空间，则可提高传热系数。
2）喷淋式换热器喷淋式换热器如图4-41所示。
它多用作冷却器。
固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上，热流体在管内流动，自下部的管进入，由上部的管流出。
冷水由最上面的多孔分布管(淋水管)流下，分布在蛇管上，并沿其两侧下降至下面的管子表面，最后流入水槽而排出。
冷水在各管表面上流过时，与管内流体进行热交换。
这种设备常放置在室外空气流通处，冷却水在空气中汽化时可带走部分热量，以提高冷却效果。
它和沉浸式蛇管换热器相比，还具有便于检修和清洗、传热效果也较好等优点，其缺点是喷淋不易均匀。
图4-40 蛇管的形状图4-41 喷淋式换热器1-弯管 2-循环泵 3-控制阀在沉浸式换热器的容器内，流体常处于不流动的动态，因此在某瞬间容器内各处的温度基本相同，而经过一段时间后，流体的温度由初温t1变为终温t2，故属于非定态传热过程。
(二)套管式换热器套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管，然后用180°的回弯管将多段套管串联而成，如图4-42所示。
每一段套管称为一程，程数可根据传热要求而增减。
每程的有效长度为4～6m，若管子太长，管中间会向下弯曲，使环形中的流体分布不均匀。
套管换热器的优点为：构造简单；能耐高压；传热面积可根据需要而增减；适当地选择管内、外径，可使流体的流速较大；且双方的流体作严格的逆流，都有利于传热。
化工设备热交换器设计与选型考核试卷
B.螺旋板式热交换器
C.板式热交换器
D.空气冷却器
7.以下哪些因素会影响热交换器的成本？（）
A.材料价格
B.制造工艺
C.传热面积
D.设备的复杂性
8.以下哪些场合适合使用板式热交换器？（）
A.需要紧凑的设备尺寸
B.流体需要较大的温差
C.流体具有腐蚀性
D.需要频繁清洗
9.以下哪些原因可能导致热交换器传热效率下降？（）
2.传热面积通过传热量、传热温差和传热系数计算得出。步骤包括：确定流体性质、计算对数平均温差、选择合适的传热系数、应用传热方程式计算面积。
3.结垢由流体中的固体颗粒沉积造成，降低传热效率。预防方法：提高流体流速、定期清洗、使用抗垢材料。处理方法：机械清洗、化学清洗。
4.材料选择考虑因素包括：流体的腐蚀性、操作温度、压力要求、材料的机械性能。材料选择影响设备寿命、安全性和维护成本。
12.以下哪些热交换器适用于低温领域的应用？（）
A.管壳式热交换器
B.螺旋板式热交换器
C.板式热交换器
D.冷却塔
13.以下哪些因素与热交换器的设计有关？（）
A.传热系数
B.流体流量
C.管道布局
D.设备的安装位置
14.以下哪些情况下，需要对热交换器进行特殊的材料选择？（）
A.流体具有强腐蚀性
B.操作温度极高
C.需要满足卫生级要求
D.设备处于高振动环境
15.以下哪些措施可以提升热交换器的能效比？（）
A.优化传热面积
B.提高流体流速
C.减少流动阻力
D.使用高热导率材料
16.以下哪些场合可能需要使用空气冷却器？（）
A.环境温度较低
B.流体需要被冷却到较低温度
高效间壁式换热器板翅式换热器板翅式换热器
（2）类型
翅片有锯齿形、平直形、多孔形等多种 结构型式，可根 据不同的操作条件来选 择合适的翅片型式；
翅片的扩展面和翅片对流体的扰流能力 决定了热交换能力；
因此板翅式换热器具有结构紧凑、轻巧 及传热效率高等特点。
平直翅片特点是有很长的带 光滑壁的长方型翅片，传热 与流动特性类似于流体在长 圆型管道中的流动。传热系 数和阻力都较小，适宜用于 阻力要求较小而自身传热性 能较好的场合。
(1)当量直径 d e
de
4A' 4xy 2xy U 2(xy) xy
(2)通道横截面积A
对于每层单元，通道的横截面积为
Ai
xy
B ,m2
s
芯体的n层通道的横截面积为 AnAi nxyBs,m2
❖波纹翅片是将薄金属板冲压 或滚轧成一定的波形，形成 弯曲流道，不断改变流体的 流动方向，以促进流体的湍 动，分离和破坏热阻边界层， 其效果相当于翅片的折断。 波纹愈密、波幅愈大，越能 强化传热。
百叶窗式翅片又称鳞 片式翅片或切断式翅 片，其特点是翅片上 冲有等距离的百叶窗 式的栅格，向内流道 凸出，起到强化传热 的作用。
65PZ2103 表示:翅高6.5mm，
节距（或翅片间距）2.1mm， 厚度0.3mm 平直翅片
(2)导流片和封头
为了便于把流体均匀地引导到翅片的各 流道中或汇集到封头中，一般在翅片的 两端均设有导流片。它的结构与多孔翅 片相同，但其翅距、翅厚和小孔直径比 多孔翅片大。
封头的作用就是集聚流体，使板束与工 艺管道连接起来。
锯齿形翅片可看做平直翅片切成许 多短小的片段并相互错开一定间隔 而形成的间断式翅片。这种翅片对 促进流体的湍动，破坏热阻边界层 十分有效，属于高效率翅片。但流 体通过锯齿形翘片时其流动阻力相 应增大。锯齿形翅片普遍用在需要 强化传热（尤其是气侧）的场合。
高效间壁式热交换器
•压缩石棉、石棉橡胶（260-300℃）
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高效间壁式热交换器
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•双道密封
高效间壁式热交换器
板式换热器的垫圈
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高效间壁式热交换器
c 压紧装置
•组成： •固定与活动的压紧板、压紧螺栓 •作用： •将垫圈压紧，产生足够密封力，
高效间壁式热交换器
b 密封垫圈
•密封作用，防止介质漏出（外漏）
•在两板片间造成一定的间隙，形成介质的流道（内漏）
•双道密封 •信号孔（凹槽） •当介质从第一道密封泄露时，可以从信 号空泄出，及早发现和检修 •信号孔还可以避免介质穿通，防止一种 介质漏到另一种介质中去
•承受压力、温度，耐流体的侵蚀 •良好的弹性，可重复使用
•可 •一通道两端焊死，另一通道两端全部敞开，两端面的密
•拆 封采用端盖加垫片
•式
•一侧流体由外周流向中心在流向另一周边，另侧流体做轴 向流动
•气—液冷凝器，公称压力<1.6MPa
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高效间壁式热交换器
螺旋板式换热器
•按流道布置和封头形式可分为： •I 型结构：两个螺旋通道两侧完全焊接封闭，不可拆。两流体均 作螺旋运动，通常冷流体由外周流入，热流体从中心流入，形成 完全逆流流动。主要用于液体与液体之间的传热。 •II 型结构：一个螺旋通道焊接封闭，另一通道的两侧敞开。一流 体作螺旋形流动，另一流体则作轴向流动。适合于两流体的流量 相差很大的场合。常做蒸汽冷凝器、气体冷却器使用。 •III 型结构：一流体作螺旋形流动，另一流体则是轴向流动和螺 旋流动的组合，适用于蒸汽的冷凝和冷却。
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3.1 螺旋板式热交换器
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3.1 螺旋板式热交换器
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3.1 螺旋板式热交换器
螺旋板式换热器的优点
优选高效间壁式热交换器
南京师范大学 能源与机械工程学院
Nanjing Normal University (NJNU) , School of Energy and Mechanical Engineering
高效间壁式热交换器
螺旋板式热交换器 板式热交换器 板翅式热交换器 翅片管热交换器 热管热交换器 蒸发冷却器 微型热交换器
传热板片 主要有：平直翅片、波纹翅片、锯齿翅片、多孔翅片、条片 翅片、钉状翅片。
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3.2 板式热交换器
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3.2 板式热交换器
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3.2 板式热交换器
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3.2 板式热交换器
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3.2 板式热交换器
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3.2 板式热交换器
板式换热器的缺点
允许的操作压强和温度比较低：通常操作压强低于1.5MPa， 最高不超过2.0MPa，压强过高容易泄露；操作温度受垫片 材料的耐热性限制，一般不超过250℃。 另外由于两板的间距仅几毫米，流通面积较小，而流速又不 大，因而处理量较小。
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3.2 板式热交换器
离心力的作用 定距柱的干扰
流动阻力较小
较低雷诺数 下达到湍流
允许大流速
1.5～2倍 传热系数高
离心力的作用 流体速度较大
悬浮颗粒 不易沉积
污垢沉积
流速增加
自洁
不易结 垢堵塞
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3.1 螺旋板式热交换器
螺旋板式换热器的优点
能利用温度较低的热源：由于流体流动的流道较长和 两流体可进行完全逆流，故可在较小的温差下操作， 能充分利用温度较低的热源。 结构紧凑：单位体积的传热面积为列管式的3倍，可 节约金属材料。
板式换热器的用途
螺旋板式换热器和平板式换热器都具有结构紧凑、材料消耗 少，传热系数大的特点，属于新型的高效紧凑式换热器。这 类换热器一般不耐高温高压，但对于压强较低（ 1.5MPa）， 温度不高（ 150℃ ）或腐蚀性强必须用贵重材料的场合，则 显示出更大的优越性，目前已广泛应用于食品、轻工和化学 等工业。
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3.3 板翅式热交换器
板翅式热交换器的结构
板翅式热交换器结构形式多样，但其基本结构元件相同，即 在两块平行薄金属板之间，加入特殊形状的金属翅片，将两 侧面封死，即成为一个换热基本元件。 将各基本元件进行适当排列，并通过钎焊制成顺流、逆流或 错流的板翅式热交换器的板束（芯体），然后再将带由流体 进出口接管的集流箱焊在板束上，即成为板翅式换热器。
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3.3 板翅式热交换器
板翅式热交换器的特点
板翅式热交换器的优点： 结构紧凑（单位体积设备的传热面一般达到2500 m2/m3， 最高可达4300 m2/m3）； 重量轻（铝合金制造，在相同的传热面下，其重量约为列管 式的十分之一）； 传热系数较高（由于翅片促进了流体的湍动并破坏了热边界 层的发展）； 强度大（除增加传热面积外，翅片也提高芯体的强度）。
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3.3 板翅式热交换器
板翅式热交换器的应用
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性 和抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，可在绝 对零度至200℃范围内使用，是板翅式热交换器的理想材 料。同时因翅片对隔板有支撑作用，板翅式换热器允许操 作压强也比较高，可达5MPa。
这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检 修困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于 隔板的翅片多由薄铝板制成，故要求介质对铝不腐蚀。
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3.1 螺旋板式热交换器
螺旋板式换热器的不足
操作压强和温度不宜太高：目前操作压力一般不超过 0.5~1MPa，温度不超过250℃。 不易检修：因整个换热器被焊成一体（Ⅰ型），一旦 损坏，修理很困难。
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3.2 板式热交换器
构造和工作原理
在固定压紧板上交替排列金属 薄板和垫圈，然后按放活动压 紧板，最后旋紧压紧螺栓，即 构成一台板式热交换器。两薄 板与垫圈之间空间为冷热流体 的流道。
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3.2 板式热交换器
板式换热器的拓展
板式热交换器（可拆式）耐温耐压性能差： 将薄板之间直接焊接，取代密封垫片连接形式（全焊式）
耐温耐压能力增强，但无法拆卸
密封垫片与焊接组合形式（半焊式）
应用于两种温度和压力相差较大的流体换热场合
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3.3 板翅式热交换器
板翅式热交换器的背景
板翅式热交换器是一种高效、紧凑、轻巧的换热器，过去 由于制造成本高，仅用于宇航、电子、原子能等少数部门。 现已逐渐用于石油化工及其它工业部门，取得良好效果。
板式换热器的优点
波纹板片交叉相 叠形成复杂流动
较小的板间距
较低雷诺数 下达到湍流
传热系数高
结构紧凑：一般板间距为4~6mm，单位体积设备可提供 的传热面为250~1000m2/m3（列管式换热器只有40~150 m2/m3）。平板式换热器的金属消耗量可减少一半以上。
具有可拆结构：可根据需要，用调节板片数目的方法增减 传热面积。操作灵活性大，检修、清洗也都比较方便。
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3.1 螺旋板式热交换器
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3.1 螺旋板式热交换器
基本构造与工作原理
螺旋板式换热器由两张间距 一定的平行薄金属板卷制而 成，在其内部形成两个同心 的螺旋形通道。换热器中央 设有隔板，将螺旋形通道隔 开，两板之间焊有定距柱以 维持通道间距。在螺旋板两 侧设有盖板。冷热流体分别 通过两条通道，在器内逆流 流动，通过薄板进行换式热交换器
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3.3 板翅式热交换器
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3.3 板翅式热交换器
板翅式热交换器中流体的流动形式常采用顺流、逆流或错流
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3.3 板翅式热交换器
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3.3 板翅式热交换器
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3.3 板翅式热交换器
翅片的型式
翅片的型式很多，有平直翅片、锯齿翅片、多孔翅片、波 纹翅片、钉状制片、百叶窗式翅片、片条翅片等。 我国目前常用的翅片型式有光直型翅片、锯齿型翅片和多 孔型翅片三种。