换热器的基本结构和性能特点
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1）不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。 2）腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。 3）压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。 4）饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽比较清洁，而且冷凝液容 易排出。 5）流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜。 6）需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。 7）有毒的液体宜走管程。
流体流速的选择
流体 种类
一般液体 宜结垢液体
气体
流速 m/s
管程
壳程
0.5～0.3 >1
5～30
0.2～1.5 >0.5 3～15
不同粘度液体在列管换热器中流速（在钢管中）
液体粘度mPa.s
>1500 1000～500 500～100
正三角形排列：
优点：管子较多，传热系数较大； 缺点：管外机械清洗较为困难，管外流体的流动阻力较大。
正方形排列：
(1)在相同的管板面积上可配置的传热管最少 (2)易于用机械清洗管外壁
同心圆排列：
(1)靠近壳体的地方管子分布比较均匀； (2)在壳体直径很小的换热器中可排列的管子数目比正三角形多。
列管式换热器流体流道的选择
换热器的基本结构 和性能特点
在工业生产中，要实现热量的传递，须采用一定 的设备，此种传递热量的设备，称换热器或热交换 器。
换热器广泛应用于各种工业生产过程中，其主要 用途适用于加热、冷却、蒸发、冷凝、干燥等方面， 因其使用的条件不同，其容量、压力、温度等变动 范围较大，为了适应不同的用途，存在各种形式及 结构的换热器。
一、夹套式换热器
夹套式换热器是最简单的板式换热器， 它是在容器外壁安装夹套制成，夹套 与容器之间形成的空间为加热介质或 冷却介质的通路。这种换热器主要用 于反应过程的加热或冷却。在用蒸汽 进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹 套，冷凝水由下部接管流出。作为冷 却器时，冷却介质（如冷却水）由夹 套下部接管进入，由上部接管流出。
换热器的分类
按换热原理分类
一 混合式换热器 亦称为直接接触式换热器，它是将冷热两流体通过直接接触进行 热量交换实现传热的，如工业上的冷却塔，洗涤塔等。 二 蓄热式换热器 蓄热式换热器，是将高温流体和低温流体交替地通过表面进行换 热的，是一种间歇操作的换热设备。 三 间壁式换热器 亦称表面式换热器或间接式换热器，即冷热两流体被一固体壁隔 开，而热量传递是通过固体壁进行的。
a.切除过少
b.切除适当
c.切除过多
挡板切除对流动的影响
管子的规格和排列方式
管子的规格：最常用的直径为19 mm、 22 mm、25 mm、32 mm、38 mm、 57 mm 管长：1.5、2.0、3.0、6.0m L/D=4～10（管长/壳体直径）
布管基本原则：
应使传热管在整个换热器截面上均匀分布，同时还应考虑流体 性质、管箱结构和加工制造等方面的问题。
按换热器的用途分类
(1)加热器：加热器用于把流体加热到所需的温度，被加热流体在 加热过程中不发生相变。 (2)预热器：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：过热器用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。 (4)蒸发器：蒸发器用于加热液体，使之蒸发汽化。 (5)再沸器：再沸器是蒸馏过程的专用设备，用于加热已冷凝的液 体，使之再受热汽化。 (6)冷却器：冷却器用于冷却流体，使之达到所需要的温度。 (7)冷凝器：冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化
主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。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。
目前工业生产中采用的主要有固定管板式，浮头式和U型 管式三类。其主要构造都是在一圆筒形壳体内设置许多平行管 组成的管束构成的。
shell-and tube heat exchangers
（管壳式换热器）
封头shell cover 固定管法兰stationary head flange-channel
放气接口vent connection
膨胀节expansion joint
壳体shell
管程tube（side）pass
壳体接管
管箱接管 shell nozzle stationary
head nozzle
按换热器所用材料分类
(1)金属材料换热器：金属材料换热器是由金属材料制成，常用 金属材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛 合金等。由于金属材料的热导率较大，故该类换热器的传热效 率较高，生产中用到的主要是金属材料换热器。 (2)非金属材料换热器：非金属材料换热器由非金属材料制成， 常用非金屑材料有石墨、玻璃、塑料以及陶瓷等。该类换热器 主要用于具有腐蚀性的物料由于非金属材料的热导率较小，所 以其传热效率较低。
特点：
☮传热系数不高（可在釜内安装搅拌 器、蛇管、螺旋隔板）；
☮换热介质为水蒸气、冷却水。
应用：反应过程的加热和冷却。
二、管式换热器的结构形式
1．管壳式换热器
管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换 热设备。它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、 清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占 据主导地位。
排液接口 drain connection 支撑托架support bracket
壳程shell （side）pass
横向折流板或支持板transverse baffles or support plate
பைடு நூலகம்提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂 直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速， 还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加。
按换热器传热面形状和结构分类
(1)管式换热器：管式换热器通过管子壁面进行传热，按传热管 的结构不同，可分为列管式换热管、套管式换热器、蛇管式换 热器和翅片管式换热器等几种。管式换热器应用最广。 (2)板式换热器：板式换热器通过板面进行传热，按传热板的结 构形式，可分为平板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热 器和热板式换热器。 (3)特殊形式换热器：这类换热器是指根据工艺特殊的要求而设 计的具有特殊结构的换热器。如回转式换热器、热管式换热器、 空气冷却器等。
流体流速的选择
流体 种类
一般液体 宜结垢液体
气体
流速 m/s
管程
壳程
0.5～0.3 >1
5～30
0.2～1.5 >0.5 3～15
不同粘度液体在列管换热器中流速（在钢管中）
液体粘度mPa.s
>1500 1000～500 500～100
正三角形排列：
优点：管子较多，传热系数较大； 缺点：管外机械清洗较为困难，管外流体的流动阻力较大。
正方形排列：
(1)在相同的管板面积上可配置的传热管最少 (2)易于用机械清洗管外壁
同心圆排列：
(1)靠近壳体的地方管子分布比较均匀； (2)在壳体直径很小的换热器中可排列的管子数目比正三角形多。
列管式换热器流体流道的选择
换热器的基本结构 和性能特点
在工业生产中，要实现热量的传递，须采用一定 的设备，此种传递热量的设备，称换热器或热交换 器。
换热器广泛应用于各种工业生产过程中，其主要 用途适用于加热、冷却、蒸发、冷凝、干燥等方面， 因其使用的条件不同，其容量、压力、温度等变动 范围较大，为了适应不同的用途，存在各种形式及 结构的换热器。
一、夹套式换热器
夹套式换热器是最简单的板式换热器， 它是在容器外壁安装夹套制成，夹套 与容器之间形成的空间为加热介质或 冷却介质的通路。这种换热器主要用 于反应过程的加热或冷却。在用蒸汽 进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹 套，冷凝水由下部接管流出。作为冷 却器时，冷却介质（如冷却水）由夹 套下部接管进入，由上部接管流出。
换热器的分类
按换热原理分类
一 混合式换热器 亦称为直接接触式换热器，它是将冷热两流体通过直接接触进行 热量交换实现传热的，如工业上的冷却塔，洗涤塔等。 二 蓄热式换热器 蓄热式换热器，是将高温流体和低温流体交替地通过表面进行换 热的，是一种间歇操作的换热设备。 三 间壁式换热器 亦称表面式换热器或间接式换热器，即冷热两流体被一固体壁隔 开，而热量传递是通过固体壁进行的。
a.切除过少
b.切除适当
c.切除过多
挡板切除对流动的影响
管子的规格和排列方式
管子的规格：最常用的直径为19 mm、 22 mm、25 mm、32 mm、38 mm、 57 mm 管长：1.5、2.0、3.0、6.0m L/D=4～10（管长/壳体直径）
布管基本原则：
应使传热管在整个换热器截面上均匀分布，同时还应考虑流体 性质、管箱结构和加工制造等方面的问题。
按换热器的用途分类
(1)加热器：加热器用于把流体加热到所需的温度，被加热流体在 加热过程中不发生相变。 (2)预热器：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：过热器用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。 (4)蒸发器：蒸发器用于加热液体，使之蒸发汽化。 (5)再沸器：再沸器是蒸馏过程的专用设备，用于加热已冷凝的液 体，使之再受热汽化。 (6)冷却器：冷却器用于冷却流体，使之达到所需要的温度。 (7)冷凝器：冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化
主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。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。
目前工业生产中采用的主要有固定管板式，浮头式和U型 管式三类。其主要构造都是在一圆筒形壳体内设置许多平行管 组成的管束构成的。
shell-and tube heat exchangers
（管壳式换热器）
封头shell cover 固定管法兰stationary head flange-channel
放气接口vent connection
膨胀节expansion joint
壳体shell
管程tube（side）pass
壳体接管
管箱接管 shell nozzle stationary
head nozzle
按换热器所用材料分类
(1)金属材料换热器：金属材料换热器是由金属材料制成，常用 金属材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛 合金等。由于金属材料的热导率较大，故该类换热器的传热效 率较高，生产中用到的主要是金属材料换热器。 (2)非金属材料换热器：非金属材料换热器由非金属材料制成， 常用非金屑材料有石墨、玻璃、塑料以及陶瓷等。该类换热器 主要用于具有腐蚀性的物料由于非金属材料的热导率较小，所 以其传热效率较低。
特点：
☮传热系数不高（可在釜内安装搅拌 器、蛇管、螺旋隔板）；
☮换热介质为水蒸气、冷却水。
应用：反应过程的加热和冷却。
二、管式换热器的结构形式
1．管壳式换热器
管壳式换热器又称列管式换热器，是一种通用的标准换 热设备。它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、 清洗方便、适应性强等优点，应用最为广泛，在换热设备中占 据主导地位。
排液接口 drain connection 支撑托架support bracket
壳程shell （side）pass
横向折流板或支持板transverse baffles or support plate
பைடு நூலகம்提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂 直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速， 还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加。
按换热器传热面形状和结构分类
(1)管式换热器：管式换热器通过管子壁面进行传热，按传热管 的结构不同，可分为列管式换热管、套管式换热器、蛇管式换 热器和翅片管式换热器等几种。管式换热器应用最广。 (2)板式换热器：板式换热器通过板面进行传热，按传热板的结 构形式，可分为平板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热 器和热板式换热器。 (3)特殊形式换热器：这类换热器是指根据工艺特殊的要求而设 计的具有特殊结构的换热器。如回转式换热器、热管式换热器、 空气冷却器等。