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。
换热器原理及设计大纲.pdf
（六）考核 总评成绩 =平时成绩 +课程考试成绩 +实验成绩
五、实验教学内容及其要求
1.建议安排做 6 学时的实验。
换热器综合实验 4 学时和气 -气热管换热器实验 2 学时，了解换热器实验原理及系统， 测试方法和实验的步骤，进行实验和数据处理，完成实验报告。
2.学生实验成绩占课程学习成绩的 10%。
六、建议学时分配
ห้องสมุดไป่ตู้
教
学
教
环
节
学
教
时
学
数
内
容
（一）绪论 （二）热交换器计算的基本原理 （三）管壳式热交换器 （四）高效间壁式热交换器 （五）混合式热交换器 （六）蓄热式热交换器 （七）热交换器的试验与研究
总计
随
讲
实
习
讨
上
小
堂
题
论
考
课
验
课
课
机
计
核
2
2
8
2
2
12
8
2
10
6
2
2
10
2
2
4
4
2
2
8
2
2
32
6
6
4
48
七、课程考核方法与要求
本课程为考试课。学生课程总评成绩由平时成绩（
20%）、实验成绩（ 10%）和课程考
试成绩（ 70%）三部分构成。平时成绩由出勤、作业和课堂表现组成。课程考试采取闭卷笔
试。实验成绩不及格者，不允许参加课程考试。
八、建议教材与参考书 教 材：史美中，王中铮 .《换热器原理与设计》 .（第一版） .南京：东南大学出版社， 2009 参考书： [1] 钱颂文 .《换热器设计手册》 .（第一版） .北京：化学工业出版社， 2002 [2] 朱聘冠 .《换热器原理及计算》 .北京：清华大学出版社， 1987 [3] 林宗虎 ..《强化传热及其工程应用》 .（第一版） . 北京：机械工业出版社， 1987
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
《热交换器原理与设计》热交换器设计
结构紧凑，制造简便，单位体积设备内的传热面积约为列管式换 热器的3倍。
操作压力和温度不能太高，尤其是所能承受的压力比较低，操作 压力只能在20atm以下，操作温度约在300-400℃以下。
37
具有的共同特点
①强化传热的凹凸形波纹； ②用以安装密封垫片的密封槽； ③介质进出的角孔； ④板片悬挂装置（缺口）； ⑤保证密封垫片压紧时对中的定 位缺口； ⑥板片组装后保持流道一定的间 隙、并使流层“网状”化的触点, 可使板片在两侧介质有压差情况 下减少板片的变形； ⑦使介质能均匀沿板片流道宽度 分布的导流槽；
1—上导杆；2—垫片；3—传热板片；4—角孔； 5—前支柱；6—固定端板；7—下导杆；8—活动端板
29
30
a 传热板片
作用： 流体在低速下发生强烈湍流,以强化传热 提高板片刚度，能耐较高的压力
类型：
人字形板
水平平直波纹板
锯齿形板
31
32
人字形波纹片
33
板片的样式
34
35
水平平直波纹
36
17
组成 传热板片
密封垫圈
压紧装置 轴及接口管等
18
板式换热器的构造
19
20
21
平板式换热器的工作原理
若干矩形板片,其上四角开有圆孔，通过圆孔外设置或不 设置圆环形垫片可使每个板间通道只留两个孔相连。
（a）平板式换热器流向示意图
b）平板式换热器板片
平板式换热器
22
工作过程
板四角开有角孔,流体由一个角孔流入，即在两块板形成的流道 中流动，而经另一对角线角孔流出（该板的另外两个角孔则由垫 片堵住），流道很窄，通常只有3～4 mm，冷热两流体的流道彼 此相间隔。为了强化流体在流道中的扰动，板面都做成波纹形。 板片间装有密封垫片，它既用来防漏，又用以控制两板间的距离。 冷热两流体分别由板的上、下角孔进入换热器，并相间流过奇数 及偶数流道，然后再从下、上角孔流出。传热板片是板式换热器 的关键元件，不同类型的板片直接影响到传热系数、流动阻力和 承受压力的能力。 板片的材料，通常为不锈钢，对于腐蚀性强的流体（如海水冷却 器），可用钛板。
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，
换热器类型大全
4、 热管
热管是60年代中期发展起来堵塞一种新型传热元件。它 是由一根抽除不凝性气体的密封金属管内充以一定量的某种 工作液体而成。工作液体在热端吸收热量而沸腾汽化，产生 的蒸汽流至冷端冷凝放出潜热，冷凝液回至热端，再次沸腾 汽化。如此反复循环，热量不断从热端传至冷端。冷凝液的 回流可以通过不同的方法（如毛细管作用、重力、离心力） 来实现，目前应用最广的方法是奖具有毛细结构的吸液芯装 在管的内壁，利用毛细管的作用是冷凝液由冷端回流至热端
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。
2）不易结垢和堵塞：由于流体的速度较高，又有惯性离心 力的作用，流体中悬浮的颗粒被抛向螺旋形通道的外缘而 受到流体本身的冲刷，故螺旋板换热器不易结垢和堵塞， 适合处理悬浮液及粘度较大的介质。
3）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。 4）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。
在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
石化行业换热器的种类及用途原理阐述
石化行业换热器的种类及用途原理阐述随着近代低碳工业的不断发展，在工业领域相继出现了越来越多的新型高效的换热器。
而在当今社会的石油化工行业中，换热器的应用更是十分广泛。
在此大的环境背景下，深入地研究在石油化工方面换热器的工作原理及种类是十分必要的，避免因为换热器的损坏从而造成严重的经济损失。
1.热换器的概念及其发展现状换热器是在石油化工、电力冶金、能源制备等行业中应用十分广泛的单元设备之一，但在石油化工方面应用最为广泛。
换热器是将温度进行交换，从而达到热量交换的目的。
也就是可以将低温的媒介对高温的介质进行降温或者预冷，将高温的介质对低温的介质进行加热，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。
世界上最早出现的是板式换热器，随机又出现了螺旋板式换热器和板翅式换热器。
由于科技的发展，换热器的需求急剧上升，进入二十一世纪以后，世界上的换热器产业的技术水平得到迅速提升。
我国的换热器发展起步较晚，1963年制造出了中国第一台管壳式换热器，随后又研制了第一台板式换热器，第一台螺旋板式换热器。
二十世纪80年代后，以折流杆换热器、双壳程换热器、板壳式换热器为代表的高效换热器的出现，是源于在国内掀起了自主开发传热技术的热潮，极大地促进了我国热换器的发展进步。
目前换热器从大的分类角度上可以分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
2.换热器的种类及用途原理2.1板式换热器板式換热器是使用时间最早，也是最为典型的间壁换热器，可以分为焊接式和可拆式两种类型，在换热器应用领域中占据主要地位。
板式换热器形成的原理是按照固定的间隔把一系列的波纹状薄板通过垫片紧压而形成，应对较高的压力以及较高的温度的一种换热器是高效板式换热器。
具体来说，焊接式板式换热器具备较强的便捷性、不易泄漏、耐高温高压、传热性能良好、价格便宜的优点，不易清洗是最主要的缺点，因此只适用于不结垢介质的换热环境。
可拆式换热器的工作原理是利用橡胶垫对换热片进行密封，同时在不同的换热场合都能够对换热片的数量进行比较灵活的增减。
换热器设计指导书教材
空调器主关件设计指导书换热器编制：审核：会签：审定：批准：青岛海尔空调电子有限公司目录一、总述1、用途 (3)2、参考资料及参考标准 (3)二、设计步骤1、基本原理及性能指标 (3)2、产品选型2.1 产品类型 (4)2.2产品主要结构及材料选择要求 (4)3、设计计算 (7)4、安装规范要求 (11)三、设计雷区及规避措施 (11)四、检验要求 (12)一、总述1、用途这份换热器设计指导书，涉及到所有换热器的分类、换热器的选型、设计标准、安装规范，曾出现的社会问题，保证换热器的稳定可靠性。
2、参考资料及标准2.1参考资料《制冷换热器设计》、《制冷原理及设备》、《传热学》2.2参考标准Q/HKT J05101-1999 热交换器JB/T7659.4-1995 氟利昂制冷装置用干式蒸发器JB/T7659.5-1995 氟利昂制冷装置用翅片式换热器JB/T4750-2003 《制冷装置用压力容器》GB 150 《钢制压力容器》JB4734 《铝制压力容器》JB4745 《钛制压力容器》二、设计步骤1、换热器基本原理及性能指标1.1换热器基本原理在工程中，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，称为换热器.在这种设备中，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。
但是有的热交换器中也有多于两种温度不同的流体在其中传热的，例如空分装置中的可逆式板翅热交换器。
1.2换热器性能指标1）传热性能保证满足生产过程所要求的热负荷。
热交换强度高，热损失少，在有利的平均温差下工作。
2）阻力性能保证较低的流动阻力，以减少热交换器的动力消耗。
3）机械性能强度足够及结构合理。
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，运行可靠。
4）经济性能经济上合理是指换热器在满足了其他性能指标的同时，自身的全部费用（包括设备费，运行费等多方面的费用）达到最小。
此外，一台较完善的换热器还应该便于制造，安装和检修，设备紧凑（这对大型企业，航空航天，新能源开发和余热回收装置更有重要意义）等。
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。
SECESPOL换热器(高效换热器)培训手册
积约需要蒸汽 1t/h。
16、目前换热市场价位？ 综合统计，对于换热机组，1 万 m2 换热站投资约为 10 万元，其中换热器占机组价格的 40 ％；采暖面积为 5 万 m2-10 万 m2 时均价约为 6 万元/万 m2；采暖面积大于 10 万 m2 时均价 约为 4 万元/万 m2.即换热站越大，相对单位采暖面积投资越少。
“水击”现象是液态在瞬间急骤升温，造成局部膨胀产生的震动；
JAD 换热器温差梯度小，且为螺旋结构，补偿性能好，不易产生水击。
20、温控阀的组成：
温控器 RWD62/68
执行器 SKC62/SKB62/SKD62/SQX62
蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面，从而进行 热量交换的换热器，如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。这类换热器主要用于回收和利用 高温废气的热量。以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器，多用于空气分离装置中。
间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的换热器， 因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。
基本常识
1、换热器的应用领域：
采暖、生活热水、空调、饮用水及工矿企业工艺加热、冷却、冷凝、蒸发用。
2、民用建筑换热器一般设计温度为：
采暖：暖气片 —— 95/70℃ 85/60℃
地板采暖 —— 60/50℃；
空调（风机盘管热风）：60/50℃；
生活热水：60/10℃ 为换热器二次供回水温度，洗浴用水温度一般为 42℃
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。管式换热器 以管子表面作为传热面，包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等；板面式 换热器以板面作为传热面，包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换 热器和伞板换热器等；其他型式换热器是为满足某些特殊要求而设计的换热器，如刮面 式换热器、转盘式换热器和空气冷却器等。
换热器
（2）套管式换热器
• 图片：
（2） （1） 翅片管 套管式换热器
（3）列管式换热器 •
列管式换热器是目前化工及酒精生产上 应用最广的一种换热器。它主要由壳体、 管板、换热管、封头、折流挡板等组成。 所需材质 ，可分别采用普通碳钢、紫铜、 或不锈钢制作。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，这称为壳程列管式换热器。
应化1103班
换热器
按照传热用途分为加热器、预热器、冷却器、冷凝器、 再沸器和蒸发器等。虽然换热器名称不同，但设备 的构造与形式却大多完全相同。下面对具有代表性 的间壁式换热器的特征和构造进行简略说明。 一.间壁式换热器的类型 二.换热器的运行操作 三.换热器常见故障与处理方法 四.传热过程的强化途径 五.列管式换热器设计或选用时应考虑的问题
板翅式换热器的板束
a. 沉浸式蛇管
• 蛇管多以金属管子弯绕而成，或由弯头、管件和直管连 接组成，也可制成适合不同设备形状要求的蛇管。使用时 将蛇管沉浸在容器内，盘管内通入热流体，管外通过冷却 水进行冷缺或冷凝；或者用于加热或蒸发容器内的流体。 它的特点：结构简单，造价低廉，操作敏感性较小，管子 可承受较大的流体介质压力。但是，由于管外流体的了流 速很小，因而传热系数小，传热效率低，需要的传热面积 大，设备显得笨重。沉浸式蛇管换热器常用于高压流体的 冷却，以及反应器的传热元件。
影响换热器管板腐蚀的主要因素：
• （1）介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在 盐酸中，一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢 在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀最严重，而当浓度 增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降； • （2）杂质：有害杂质包括氯离子、硫离子、氰离 子、氨离子等，这些杂质在某些情况下会引起严重 腐蚀 • （3）温度：腐蚀是一种化学反应，温度每提升 10℃，腐蚀速度约增加1~3倍，但也有例外； • （4）ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大； • （5）流速：多数情况下流速越大，腐蚀也越大。
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。
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。
间壁式换热过程
间壁式换热过程
间壁式换热过程是指在两个不同温度的流体之间，通过热壁进行的热量传递过程。
在间壁式换热过程中，流体的热量交换通过热壁进行，而不是直接发生热传导或对流传热。
热壁是一个将热量从一个流体传递到另一个流体的隔墙或隔膜，在两侧与两个流体接触。
间壁式换热过程中，热壁的材料选择必须具有良好的热传导性和强大的耐腐蚀性能，以确保高效的热量传递和长期的使用寿命。
间壁式换热过程可以通过多种方式实现，如热交换器、换热容器等。
它广泛应用于许多领域，包括化工、石油、能源等工业生产过程中的热能回收和传递。
通过间壁式换热过程，可以实现能量的合理利用和节能减排的目标。
《热交换器原理与设计》复习解读
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
材料 天然橡胶、丁晴橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡 胶、三元乙丙橡胶、硅胶（80-150℃以下） 压缩石棉、石棉橡胶（260-300℃）
复
习
第一章
什么是热交换器 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。
分类简介： 按传递热量的方法来分：
间壁式：冷热流体间有一个固体壁面，两种流体 不直接接触，热量通过壁面进行传递。
又可分为管式换热器、板式换热器、夹 套式换热器
混合式：冷热流体直接接触进行传热。 蓄热式（回热式）：冷热流体轮流和壁面接触， 热流体放热，冷流体吸热。
2.壳程结构
壳体 折流板 折流杆
防短路结构 壳程分程
⑴壳体
①接管→焊在壳体上，供壳程流体进、出。 ②防冲挡板 作用:减小流体的不均匀分布和对管束的侵蚀和震动， 在壳程进口接管处设置防冲挡板.
③导流筒
作用:a.充分利用换热面积, 减小壳程进出口处死区 b.也起防冲作用 c.减少壳程进出口处压降(外导流结构) 条件: 当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞区过大时， 应设置导流筒
在相同的流体进出口温度条件下，按逆流工作所需的传热 面积 Fcounter与按某种流动形式工作所需的传热面积 Fother 之比 值（传热系数相等的条件小），
温度修正系数 值的大小说明某种流动形式的换热器
即：
t m Fcounter t lm,c Fother
换热器类型
换热器中文名称：换热器英文名称：heat exchanger其他名称：热交换器换热器换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
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。
发展历史二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。
以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。
30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。
接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。
30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。
在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。
60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。
此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。
70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
换热器传热特性换热器是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，又称热交换器。
换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。
换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。
顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。
逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。
在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小。
- 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)。
18
19
20
平板式换热器
若干矩形板片，其上四角开有圆孔，通过圆孔外设置 或不设置圆环形垫片可使每个板间通道只留两个孔相连。
（a）平板式换热器流向示意图 平板式换热器
21
(b）平板式换热器板片
工作过程
板四角开有角孔，流体由一个角孔流入，即在两 块板形成的流道中流动，而经另一对角线角孔流出 （该板的另外两个角孔则由垫片堵住），流道很窄， 通常只有3～4 mm，冷热两流体的流道彼此相间隔。为 了强化流体在流道中的扰动，板面都做成波纹形。板 片间装有密封垫片，它既用来防漏，又用以控制两板 间的距离。 冷热两流体分别由板的上、下角孔进入换热器， 并相间流过奇数及偶数流道，然后再从下、上角孔流 出。传热板片是板式换热器的关键元件，不同类型的 板片直接影响到传热系数、流动阻力和承受压力的能 力。 板片的材料，通常为不锈钢，对于腐蚀性强的流 体（如海水冷却器），可用钛板。
3
第一节 螺旋板式热交换器
螺旋板式换热器
螺旋板式换热器由两块金属薄板焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。卷制 后，在器内形成两条相互隔开的螺旋形通道，在顶、底部分别焊有封头和两流体进出 口接管。其中有一对进出口接管是设在园周边上，而另一对进出口则设在圆鼓的轴心 上。换热时，冷、热流体分别进入两条通道，在器内作严格的逆流流动。
13
(2) 螺旋板式换热器
14
15
第二节结构板Fra bibliotek热交换器板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成， 用框架将板片夹紧组装于支架上。两个相邻板片的 边缘衬以垫片(各种橡胶或压缩石棉等制成)压紧，板 片四角有圆孔，形成流体的通道。
16
组成 传热板片 密封垫圈 压紧装置 轴及接口管等
17
板式换热器的构造
22
板式换热器结构原理图
23
24
板式换热器
25
板式换热器的工作原理
26
1.固定压紧板 2.夹紧螺栓 3.前端板 4.换热板片 5.密封垫片 6.后端板 7.下导板 8.后支柱 9.活动压紧板 10.上导板
27
安装 固定压紧板上交替的安放一张板片和一个垫圈， 然后安放活动压紧板，旋转压紧螺栓。
高效间壁式热交换器
内容
1 2 3 4 5 6 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（冷凝）器的结构
2
高效间壁式热交换器
高效就是换热效率高，结构紧凑 即在增加换热器的传热面积的同时，也要减 小换热器的体积 “紧凑性”—热交换器的单位体积中所包含 的传热面积的大小，m2/m3 紧凑式热交换器：>700m2/m3 非紧凑性热交换器：<700m2/m3
10
螺旋板换热器结构形式
Ⅲ型螺旋板换热器
11
螺旋板式换热器
12
螺旋板式换热器的特点
传 热 系 数 高 由 于 离 心 力 的 作 用 ， 可 在 较 低 Re 数 下 出 现 湍 流 (Re=1400-1800) ，允许流速可达2m/s ，故传热系数较高，如水对 水的换热，传热系数可达2000-3000 W/（m2· K）。 不易堵塞 由于流速较高，又是在螺旋流道内流动，能较好的发 挥流体对板面的冲刷作用，因而流体中的悬浮物不易沉积下来。 由于流道长，可为完全逆流，便于控制温度和利用低温热源，操 作时允许较低的温度差，因此，在一些低温差传热的场合，采用 螺旋板换热器比较合适。 结构紧凑，制造简便，单位体积设备内的传热面积约为列管式换 热器的3倍。 操作压力和温度不能太高，尤其是所能承受的压力比较低，操作 压力只能在20atm以下，操作温度约在300-400℃以下。 不易检修，整个换热器已被卷制焊接为一个整体，一旦发生中间 泄漏或其他故障，设备即告报废。
6
定距柱
作用
保证流道的间距； 加强湍流； 增加螺旋板刚度。
固定方式 用3～10mm的圆钢在卷板前预先焊接在钢板上。 7
8
分类
不可拆式: 通道两端全部垫入密封条后焊接密封 冷流体由外周边流向中心排出，热流体由中心外周排出，纯逆流 夜—液热交换器，公称压力<2.5MPa 通道两端面交错焊死，两端面的密封采用端盖加垫片 冷流体由外周流向中心，热流体由中心流向周边，纯逆流 可 拆 式 气—液热交换器，公称压力<1.6MPa 一通道两端焊死，另一通道两端全部敞开，两端面的密封 采用端盖加垫片 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
4
基本构造
外壳
螺旋体
密封装置
进出口
中心处有隔板将板片两侧流体隔开，各通道为环状单一通 道，其截面积为矩形，进出管分别接于两通道的边缘端
具体的说螺旋板式热交换器的构造 螺旋形传热板
隔板
头盖
连接管
5
工作过程
冷热两种流体分别在两个螺旋通道中流动，流体1从中 心进入，沿螺旋形通道流到周边流出；流体2则由周边进入， 沿螺旋通道流到中心流出。螺旋流道有利于提高传热系数。
1—上导杆；2—垫片；3—传热板片；4—角孔； 5—前支柱；6—固定端板；7—下导杆；8—活动端板
28
29
30
a 传热板片 作用： 类型： 人字形板 流体在低速下发生强烈湍流，以强化传热 提高板片刚度，能耐较高的压力 水平平直波纹板 锯齿形板
31
32
板片的样式
33
34
35
36
①强化传热的凹凸形波纹； ②用以安装密封垫片的密封槽； ③介质进出的角孔； ④板片悬挂装置（缺口）； ⑤保证密封垫片压紧时对中的定
具有的共同特点
位缺口； ⑥板片组装后保持流道一定的间 隙、并使流层“网状”化的触点， 可使板片在两侧介质有压差情况 下减少板片的变形； ⑦使介质能均匀沿板片流道宽度 分布的导流槽；
气—液冷凝器，公称压力<1.6MPa
9
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。