高效间壁式热交换器

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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。
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；
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
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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
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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
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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
气—液冷凝器，公称压力<1.6MPa
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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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板式换热器结构原理图
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板式换热器
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板式换热器的工作原理
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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
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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。
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(2) 螺旋板式换热器
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第二节
结构
板式热交换器
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。
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组成 传热板片 密封垫圈 压紧装置 轴及接口管等
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板式换热器的构造
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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
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(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。
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
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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
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板片的样式
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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
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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
来自百度文库头盖
连接管
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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。
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螺旋板换热器结构形式
Ⅲ型螺旋板换热器
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螺旋板式换热器
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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。