换热器类型和结构
换热器类型大全PPT课件
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
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
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，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。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 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
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。
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）
十三种类型换热器结构原理及特点（图文并茂）一、板式换热器的构造原理、特点：板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。
板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。
人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。
并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点：螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。
它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。
结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点：列管式换热器（又名列管式冷凝器），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。
列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点：管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点：钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。
它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。
钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。
此阀除非定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当，低水位时从热交换器，或者排水系统不良。
换热器基本知识
一、换热器的结构型式有哪些？换热器是很多工业部门广泛应用的一种常见设备，通过这种设备进行热量的传递，以满足生产工艺的需要。
可按用途、换热方式、结构型式三种不同的方法进行分类。
按结构型式分类如下：换热器分为管式换热器、板式换热器、新型材料换热器和其他型式的换热器。
管式换热器又分为：套管式换热器、管壳式换热器、沉浸式换热器、喷淋式换热器和翅片管式换热器。
板式换热器又分为：夹套式换热器、平板式换热器、伞板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和板壳式换热器。
新型材料换热器分为：石墨换热器、聚四氟乙烯换热器、玻璃换热器和钛材及其他稀有金属材料换热器。
其他形式的换热器包括回转式换热器和热管。
二、换热器管为什么会结垢？如何除垢？因为换热器大多是以水为载热体的换热系统，由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出，附着于换热管表面，形成水垢。
在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，当水的PH值较高时，也可导致水垢析出。
初期形成的水垢比较松软，但随着垢层的生成，传热条件恶化，水垢中的结晶水逐渐失去，垢层即变硬，并牢固地附着于换热管表面上。
此外，如同水垢一样，当换热器的工作条件适合溶液析出晶体时，换热管表面上即可积附由物料结晶形成的垢层；当流体所含的机械杂质有机物较多、而流体的流速又较小时，部分机械杂质或有机物也会在换热器内沉积，形成疏松、多孔或胶状污垢。
换热器管束除垢的方法主要有下列三种。
一、手工或机械方法当管束有轻微堵塞和积垢时，借助于铲削、钢丝刷等手工或机械方法来进行清理，并用压缩空气，高压水和蒸汽等配合吹洗。
当管子结垢比较严重或全部堵死时，可用管式冲水钻（又称为捅管机）进行清理。
二、冲洗法冲洗法有两种。
第一种是逆流冲洗，一般是在运动过程中，或短时间停车时采用，可以不拆开装置，但在设备上要预先设置逆流副线，当结垢情况并不严重时采用此法较为有效。
第二种方法是高压水枪冲洗法。
对不同的换热器采用不同的旋转水枪头，可以是刚性的，也可以是绕性的，压力从10MPa至200ＭＰa自由调节。
《换热器类型与结构》PPT课件
进口接管及防冲板的布置
精选课件ppt
17
● 在固定管板式中，两端管板均与壳体采用焊接连接、 且管板兼作法兰用，在浮头式、U形管式及填料函式换 热器中采用可拆连接，将管板夹持在壳体法兰和管箱法 兰之间。
管板与壳体连接结构
精选课件ppt
18
◆ 折流板
● 折流板的作用 引导壳程流体反复地改变方向作错流流动或其他形
式的流动，并可调节折流板间距以获得适宜流速，提高 传热效率。另外，折流板还可起到支撑管束的作用。
●折流板的 分类 常用折流板有弓形和圆盘-圆环形两种
弓形的有单弓形、双弓形及三弓形，单弓形和双弓 形应用最多。
精选课件ppt
19
弓形折流板
精选课件ppt
20
圆盘-圆环形折流板
精选课件ppt
21
折流板缺口尺寸
精选课件ppt
22
● 折流板的固定 折流板的固定是通过拉杆和定距管来实现的。
拉杆结构
精选课件ppt
23
三、管壳式换热器的标准
◆ GB151—1999《管壳式换热器》
是由国家技术监督局发布的关于管壳式换热器的国家 标准。该标准是管壳式换热器设计和制造的主要依据。
◆标准代号为JB／T4714～4720－92
第五章 换热设备
精选课件ppt
1
目录
1 换热设备的类型及应用 2 管壳式换热器
3 其他类型换热设备简介 4 换热设备的使用与维护
精选课件ppt
2
第一节 换热设备的类型及应用
一、换热设备的应用
◆ 定义
使传热过程得以实现的设备称之为换热设备。
二、换热设备的类型
◆ 按用途分类
冷却器 冷凝器 加热器 换热器 再沸器 蒸气发生器 废热(或余热)锅炉
四种换热器的结构特点及优缺点
四种换热器的结构特点及优缺点3、四种换热器的结构特点及优缺点。
（1）固定管板式换热器组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点：管板与壳体之间采用焊接连接。
两端管板均固定，可以是单管程或多管箱，管束不可拆，管板可延长兼作法兰。
优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。
缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。
（2）浮头式换热器组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。
结构特点：一端管板与壳体固定，另一端管板（浮动管板）与壳体之间没有约束，可在壳体内自由浮动。
只能为多管程，布管区域小于固定管板式换热器，管板不能兼作法兰，一般有管束滑道。
优点：不会产生温差应力，浮头可拆分，管束易于抽出或插入，便于检修和清洗。
缺点：结构较复杂，操作时浮头盖的密封情况检查困难。
（3）U形管式换热器组成：管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点：只有一个管板和一个管箱，壳体与换热管之间不相连，管束能从壳体中抽出或插入。
只能为多管程，管板不能兼作法兰，一般有管束滑道。
总重轻于固定管板式换热器。
优点：结构简单，造价较低，不会产生温差应力，外层管清洗方便。
缺点：管内清洗因管子成U形而较困难，管束内围换热管的更换较困难，管束的固有频率较低易激起振动。
（4）填料函式换热器组成：管箱、管板、管束、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、填料函等。
结构特点：一侧管箱可以滑动，壳体与滑动管箱之间采用填料密封。
管束可抽出，管板不兼作法兰。
优点：填料函结构较浮头简单，检修清洗方便；无温差应力，（具备浮头式换热器的优点，消除了固定管板式换热器的缺点）。
缺点：密封性能较差，不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。
换热器类型和结构
换热器类型和结构换热器是一种将热能从一个介质传递到另一个介质的设备，常用于工业和家庭中，用于加热和冷却过程。
换热器的类型和结构多种多样，下面将介绍几种常见的换热器类型和结构。
1. 管壳式换热器（Shell and tube heat exchanger）管壳式换热器由一个外壳和多个管束组成，热介质通过管束中流动，冷介质在外壳中流动。
管束通常由多个并列的管道组成，管道两端连接在固定的管板上。
热介质从一个管道进入，冷介质从另一个管道进入，通过壁面传递热能。
管壳式换热器具有结构简单，换热效率高，适用于高温、高压、高流量的工况。
2. 板式换热器（Plate heat exchanger）板式换热器由多个平行排列的金属板组成，每两个板之间形成一个热交换通道。
热介质和冷介质分别流经交错摆放的板状导热表面，通过板壁传递热量。
板式换热器具有体积小、效率高、维修方便等优点，广泛应用于化工、船舶、食品加工等行业。
3. 螺旋板换热器（Spiral plate heat exchanger）螺旋板换热器由两个平行的螺旋板组成，形成多个独立的对流通道。
热介质和冷介质分别流经螺旋板的内外侧，通过螺旋通道的壁面传递热量。
螺旋板换热器具有紧凑结构、传热效率高、能耗低等特点，适用于高粘度介质和高含固体颗粒介质。
4. 换气式换热器（Air-to-air heat exchanger）换气式换热器用于空气调节系统中，用于回收室内排出空气中的热量和湿度。
换热器通过两个独立的通风系统，使室内和室外空气交换热量。
热空气通过热交换器释放热量给冷空气，从而提高能源利用效率。
5. 水冷却器（Water-cooled heat exchanger）水冷却器是一种热交换装置，用于冷却工业设备或发动机。
水通过冷却器中的管道流动，吸收设备或发动机产生的热量，然后通过冷却器外壳的散热片将热量散发到空气中。
水冷却器可以降低设备或发动机的温度，提高其工作效率和寿命。
四种管壳式换热器的结构特点
四种管壳式换热器的结构特点管壳式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
根据不同的结构特点，可以将管壳式换热器分为四种类型：固定管板式、浮动管板式、固定管束式和浮动管束式。
固定管板式换热器是最常见的一种结构类型。
它由一个壳体和多个平行排列的管板组成。
管板上开有管孔，通过这些管孔将管子固定在板上。
流体通过管子流动，进行换热。
固定管板式换热器的主要优点是结构简单、制造成本较低，适用于一般的换热任务。
然而，由于管子固定在板上，清洗和维修时比较困难。
浮动管板式换热器是在固定管板式换热器的基础上改进而来的。
它的管板不再固定，而是可以上下浮动。
这样，在清洗和维修时，可以通过松开法兰螺栓，将管板抬起，方便清理管道内部。
浮动管板式换热器的结构稍复杂，但具有清洗方便、维修简单的优点，特别适用于容易结垢、结焦的工况。
固定管束式换热器是将管子固定在壳体内部的一个管束上的换热器。
管束通常由多个平行排列的管子组成，管束两端通过管板与壳体连接。
流体在管束内流动，进行换热。
固定管束式换热器的优点是结构紧凑，热效率高，适用于对换热效果要求较高的场合。
然而，由于管束固定在壳体内部，清洗和维修时比较困难。
浮动管束式换热器是在固定管束式换热器的基础上改进而来的。
它的管束可以上下浮动，方便清洗和维修。
浮动管束式换热器的结构复杂，但具有清洗方便、维修简单的优点，特别适用于容易结垢、结焦的工况。
四种管壳式换热器的结构特点分别是：固定管板式换热器结构简单、制造成本低；浮动管板式换热器清洗和维修方便；固定管束式换热器热效率高；浮动管束式换热器清洗和维修方便。
每种结构类型都有其适用的场合，选择合适的换热器结构可以提高换热效率，降低维护成本，确保设备的正常运行。
换热器的基本类型
换热器的基本类型换热器是一种用于传递热量的设备，广泛应用于工业生产、能源领域以及民用领域。
根据不同的工作原理和结构特点，换热器可以分为多种基本类型。
本文将对常见的换热器类型进行介绍，包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器和螺旋板式换热器。
壳管式换热器是一种常见的换热器类型，它由壳体和管束组成。
壳体通常由钢制成，内部设有管束，管束中流动着需要传递热量的介质。
壳体与管束之间的空间称为壳程，介质通过壳程流动，与管束中的介质进行热量交换。
壳管式换热器具有结构简单、换热效果好的特点，广泛应用于石化、化工、电力等行业。
板式换热器是一种将多个金属板叠放在一起组成的换热器。
板式换热器通过板间的通道使介质流动，实现热量交换。
板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗维护方便的特点，被广泛应用于食品加工、制药、暖通空调等领域。
管束式换热器是一种将多个管子束缚在一起形成的换热器。
管束式换热器通常由管束、壳体和管板组成。
介质通过管束中的管子流动，与管子外的介质进行热量交换。
管束式换热器具有结构紧凑、传热效率高的特点，适用于高压、高温、强腐蚀介质的换热。
螺旋板式换热器是一种将两个螺旋形的金属板叠放在一起组成的换热器。
螺旋板式换热器通过螺旋通道使介质流动，实现热量交换。
螺旋板式换热器具有传热效率高、体积小、适用于高粘度介质的特点，被广泛应用于化工、制药、食品等行业。
除了上述几种基本类型的换热器，还有其他一些特殊类型的换热器，如管壳式换热器、螺旋换热器等。
这些换热器根据不同的工作原理和结构特点，可以满足不同领域对换热需求的要求。
在选购换热器时，需要根据具体的工作条件和需求选择合适的换热器类型。
需要考虑的因素包括介质的性质、温度压力、流量要求以及换热效率等。
此外，还需要考虑设备的运行成本、维护保养难度以及可靠性等方面的因素。
总的来说，换热器是一种重要的热交换设备，根据不同的工作原理和结构特点，可以分为多种基本类型。
每种类型的换热器都有其适用的场景和优缺点，选购时需要根据具体需求进行选择。
换热器结构介绍
换热器结构介绍一、引言换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
它的主要作用是通过将热量从一个流体传递到另一个流体，实现能量的转移和利用。
换热器的结构是实现这一功能的关键，下面将对换热器的结构进行详细介绍。
二、换热器的基本结构换热器通常由壳体、管束和管板等部分组成。
1. 壳体：壳体是换热器的外壳，通常由金属材料制成，如碳钢、不锈钢等。
壳体的结构形式有多种，常见的有管壳式、板壳式和管室式等。
壳体内部通常分为两个流体通道，分别为热介质的进出口通道。
2. 管束：管束是换热器的核心部分，由一组平行排列的管子组成。
管束可以是直管束、U型管束或螺旋管束等形式，根据不同的使用要求选择不同的类型。
管束的材料通常为金属，如铜、铝、不锈钢等，具有良好的导热性能和机械强度。
3. 管板：管板用于连接和固定管束，通常由金属材料制成。
管板上开有与管束相对应的孔洞，以确保管子与壳体之间的密封性。
管板的结构形式有单管板和双管板两种，根据具体的换热要求选择适合的结构。
三、换热器的工作原理换热器的工作原理是通过壳体内外两个流体之间的传热来实现能量的转移。
其中，一个流体在管束内流动，称为管侧流体；另一个流体在壳体内流动，称为壳侧流体。
在换热过程中，壳侧流体和管侧流体的热量通过管壁传递，实现热量的交换。
壳侧流体流经壳体，将热量传递给管侧流体，使管侧流体的温度升高，壳侧流体的温度降低。
换热器的工作过程可以分为对流传热和传导传热两个过程。
对流传热是指流体通过壳体和管束时产生的传热，而传导传热是指热量在管壁内部传递的过程。
四、换热器的应用领域换热器广泛应用于各个行业，包括化工、石油、电力、制药、冶金等领域。
具体应用包括以下几个方面：1. 工业生产：在化工、石油和制药等行业，换热器用于热媒的加热、冷却和回收利用，提高能源利用效率。
2. 电力行业：在发电厂中，换热器用于锅炉的燃烧热量回收、蒸汽凝结和冷却水循环等工艺。
3. 食品加工：在食品加工工业中，换热器常用于蒸汽蒸煮、热水加热和冷却等过程。
换热器基础知识及操作
换热器基础知识及操作
8万吨/年乙苯苯乙烯项目
设备培训课件
换热器基础知识及操作
CONTENTS
01
换热器的分类和结构形式
单击添加文本具体内容
03
换热器的投用操作
单击添加文本具体内容
02
常用换热器示意图
单击添加文本具体内容
04
换热器的吹扫和停用
单击添加文本具体内容
一 换热器的分类和结构形式
1、换热器的定义 以在两种流体之间用来传递热量为基本目的的设备称为换热器，换热器的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也提高能源利用率、回收利用余热等低位热能。 2、按用途分类 1）加热器 用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。 2）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 用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。 4）蒸发器 用于加热液体，使其蒸发汽化。 5）再沸器 用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化，为精馏过程提供热能。 6）冷却器 用于冷却流体，使其达到所需温度。 7）冷凝器 用于冷凝饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。
Байду номын сангаас 四 换热器的停用和吹扫
1.换热器的停用 1.1先开热流体的副线阀，后关闭热流体进、出口阀。 1.2先开冷流体的副线阀，后关闭冷流体进、出口阀。 1.3若正常停用，随工艺管线一起进行蒸汽吹扫。 1.4若切除进行检修，换热器必须进行蒸汽吹扫。流体在200℃以上时，应适当冷却后再吹扫。 2、换热器的吹扫 2.1管壳程的扫线流程改通后方能给汽吹扫，以防止超压损坏设备。 2.2蒸汽吹扫时，应考虑到换热器所能承受的单向受热能力，吹扫单程时，另一程放空阀必须打开。 2.3吹扫干净后，停汽，放净水。
换热器的分类及结构特点
内填料函：密封性能差，只能用于压差较小的场合
式
釜式
壳体上都有个蒸发空间，用于蒸汽与液相分离
套管式
双套管式
结构比较复杂，主要用于高温高压场合，或固定床反应器中
套管式
能逆流操作，用于传热面较小的冷却器、冷凝器或预热器
螺旋
浸没式
用于管内流体的冷却、冷凝，或者管外流体的加热
盘管式
喷淋式
只用于管内流体的冷却或冷凝
板式
拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性较大的液体间换热
螺旋板
可进行严格的逆流操作，有自洁作用，可回收低温热能
板
式
伞板式
伞形传热板结构紧凑，拆洗方便，通道较小，易堵，要求流体干净
板壳式
板束类似于管束，可抽出清洗检修，压传热效率高，流体阻力大
表面
式
管翅式
适用于气体和液体之间传热，传热效率高，用于化工、动力、空调、制冷工业
换热器的分类及结构特点
固定管
板式
刚性结构：用于管壳温差较小的情况(一般≤50°C)，管间不能清洗
带膨胀节：有一定的温度补偿能力，壳程只能承受较低压力
浮头式
管内外均能承受高压，可用于高温高压场合
管壳式
U型管式
管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难
填料函式
外填料函：管间容易漏泄，不宜处理易挥发、易爆易燃及压力较高的介质
回旋式
盘式
传热效率高，用于高温烟气冷却等
蓄热
鼓式
用于空气预热器等
式
固定格
紧凑式
适用于低温到高温的各种条件
室式
非紧凑式
可用于高温及腐蚀性气体场合
换热器的结构及工作原理
换热器的结构及工作原理1. 换热器的基本概念嘿，大家好！今天我们来聊聊一个听起来有点高大上的东西——换热器。
你可能在生活中没有直接接触过它，但其实它就在我们身边，默默地发挥着作用，就像那位在你身边的“默默无闻”好朋友，关键时刻总能给你支招。
换热器，顾名思义，就是一个用来交换热量的设备。
简单来说，就是把热的东西和冷的东西放在一起，看看能不能让它们彼此“分享”一下温度。
1.1 换热器的结构换热器的结构其实并不复杂，它就像一个大大的“夹心饼干”，里面夹着热流体和冷流体。
通常情况下，外面是冷的流体，里面是热的流体，二者通过热交换管道互相“打招呼”。
这就好比在炎热的夏天，喝一杯冰凉的饮料，嘴巴里冰冰凉凉的，简直太舒服了！而换热器的“夹心”部分则是各种材料的组合，常见的有金属、塑料等。
它们都很擅长传导热量，就像运动员在比赛中传球一样，来来回回，热量就这样轻松地传递。
1.2 换热器的分类换热器的类型也不少，按照形状和用途可以分为几种，比如管壳式、板式、空气冷却式等等。
想象一下，一个个换热器就像各具特色的“明星”，各自都有自己的招牌动作。
管壳式换热器就像一个巨大的咖啡杯，热流体和冷流体在里面搅拌得热火朝天。
而板式换热器则像个叠罗汉，紧凑得让人心疼，却能在有限的空间里发挥出最大的功效。
2. 换热器的工作原理那么，换热器究竟是怎么工作的呢？好吧，接下来就让我们来“揭开它的面纱”。
换热器的工作原理可以用“热量转移”四个字来概括。
热流体在一个地方通过管道流动，碰到冷流体的时候，热量就开始悄悄“移情别恋”，渐渐把热量传递给冷流体。
而冷流体呢，就像是一个“海绵”，吸收着热量，慢慢变热起来。
这一过程就像是一场舞蹈，热和冷在换热器中翩翩起舞，生动又有趣。
2.1 热量的传递方式在传递热量的过程中，热流体和冷流体的流动方向是非常关键的。
有时候，它们是顺流而行，就像两位好友在河边散步，互相分享着各自的故事；而有时候，它们则是逆流而上，像一对老夫妇，在漫长的岁月中互相支持，始终如一。
换热器的结构和分类
换热器的结构与分类换热器的分类➢按用途分类:加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器与再沸器➢按冷热流体热量交换方式分类:混合式、蓄热式与间壁式➢主要内容:1、根据工艺要求,选择适当的换热器类型;2、通过计算选择合适的换热器规格。
间壁式换热器的类型一、夹套换热器➢结构:夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却,就是在容器外壁安装夹套制成。
➢优点:结构简单。
➢缺点:传热面受容器壁面限制,传热系数小。
为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器。
也可在釜内安装蛇管。
二、沉浸式蛇管换热器➢结构:这种换热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。
三、喷淋式换热器➢结构:冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来,沿管表面流下来,被冷却的流体从最上面的管子流入,从最下面的管子流出,与外面的冷却水进行换热。
在下流过程中,冷却水可收集再进行重新分配。
➢优点:结构简单、造价便宜,能耐高压,便于检修、清洗,传热效果好➢缺点:冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果,只能安装在室外。
➢用途:用于冷却或冷凝管内液体。
四、套管式换热器➢结构:由不同直径组成的同心套管,可根据换热要求,将几段套管用U形管连接,目的增加传热面积;冷热流体可以逆流或并流。
➢优点:结构简单,加工方便,能耐高压,传热系数较大,能保持完全逆流使平均对数温差最大,可增减管段数量应用方便。
➢缺点:结构不紧凑,金属消耗量大,接头多而易漏,占地较大。
➢用途:广泛用于超高压生产过程,可用于流量不大,所需传热面积不多的场合。
五、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器,就是最典型的间壁式换热器,历史悠久,占据主导作用。
➢优点:单位体积设备所能提供的传热面积大,传热效果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广,操作弹性大,大型装置中普遍采用。
换热器的工作原理
换热器的工作原理换热器是一种用于传递热量的设备，广泛应用于工业生产、暖通空调、能源利用等领域。
它通过将热量从一个介质传递到另一个介质，实现能量的转移和利用。
本文将详细介绍换热器的工作原理，包括换热器的基本结构、热量传递方式、换热器的效率以及常见的换热器类型。
一、换热器的基本结构换热器通常由两个主要部分组成：热交换管束和壳体。
热交换管束是换热器的核心部分，由一系列平行排列的管子组成。
这些管子通常是圆形的，但也可以是其他形状，如方形或椭圆形。
壳体则是将热交换管束包裹起来的外壳，用于保护管束并提供流体的进出口。
二、热量传递方式换热器中的热量传递可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。
1. 传导：传导是指热量通过物质的直接接触而传递。
在换热器中，热交换管束内的热介质与管壁接触，通过管壁将热量传递给另一侧的介质。
2. 对流：对流是指热量通过流体的运动而传递。
在换热器中，热介质在管束内流动，通过与管壁接触，将热量传递给流过管外的介质。
3. 辐射：辐射是指热量通过电磁波辐射而传递。
在换热器中，热介质和管壁之间的温差会产生辐射热量，这部分热量通过辐射传递给另一侧的介质。
三、换热器的效率换热器的效率是衡量其热量传递能力的重要指标。
换热器的效率可以通过热传导率、热阻和热效率来描述。
1. 热传导率：热传导率是指单位时间内单位面积上的热量传递量。
热传导率越高，换热器的传热能力越强。
2. 热阻：热阻是指热量在传递过程中所遇到的阻力。
热阻越小，换热器的传热效率越高。
3. 热效率：热效率是指换热器实际传热量与理论传热量之比。
热效率越高，换热器的能量利用率越高。
四、常见的换热器类型根据换热器的结构和工作原理，可以将其分为多种类型，常见的有以下几种：1. 管壳式换热器：管壳式换热器是最常见的一种换热器类型。
它由一个管束和一个外壳组成，热介质从管束中流过，冷介质从外壳中流过，通过管壁的传导和对流，实现热量的传递。
2. 板式换热器：板式换热器由一系列平行排列的金属板组成。
换热器的设计结构与类型
管束分程布置图
管程数 流动顺序 管箱隔板 介质返回 侧隔板 图序 a b c d e f g 1 2
1 2 1 2 3 4 1 4
4
2 3 1 2 4 3 2 5 1 6 3 4
6
2 1 3 4 6 5
每程管数大致相同，温差不超过 ℃ 每程管数大致相同，温差不超过20℃左右为好
流向
44
强度胀
27
1.管板材料 管板材料
力学性能 介质腐蚀性（ 间电位差对腐蚀影响） 介质腐蚀性（及tube-tubesheet间电位差对腐蚀影响） 间电位差对腐蚀影响 贵重钢板价格
流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时， 流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时， 管板采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件制造； 管板采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件制造； 腐蚀性较强时，用不锈钢、 腐蚀性较强时，用不锈钢、铜、铝、钛等材料， 钛等材料， 为经济考虑，采用复合钢板或堆焊衬里。 为经济考虑，采用复合钢板或堆焊衬里。
大管径
粘性大或污浊的流体
22
3.换热管材料 换热管材料
碳素钢 低合金钢 不锈钢 金属材料 铜 铜镍合金 铝合金 钛等
23
石墨 非金属材料 陶瓷 聚四氟乙烯等
4.换热管排列形式及中心距 换热管排列形式及中心距
30° 60°
90°
45°
p
三角形布管多，但不易清洗； 三角形布管多，但不易清洗； 正方形及转角正方形较易清洗
5
基本类型
一、固定管板式换热器 结构
6
双管程固定管板换热器
7
优点
——结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价 结构简单、紧凑、能承受较高的压力， 结构简单 低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。 管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。 ——当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相 当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相 差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。 差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。 ——适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶 ——适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶
换热器的结构和分类
换热器的结构和分类一、换热器选择依据：1.根据工艺要求，选择适当的换热器类型；2.通过计算选择合适的换热器规格。
二、换热器的分类1、按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器2、按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式。
三、换热器的类型及优缺点：（一）、间壁式换热器的类型1、夹套换热器1.结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。
2.优点：结构简单。
3.缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。
为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。
也可在釜内安装蛇管。
2、沉浸式蛇管换热器1.结构：这种换热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。
2.优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。
3.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。
3、喷淋式换热器1.结构：冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来，沿管表面流下来，被冷却的流体从最上面的管子流入，从最下面的管子流出，与外面的冷却水进行换热。
在下流过程中，冷却水可收集再进行重新分配。
2.优点：结构简单、造价便宜，能耐高压，便于检修、清洗，传热效果好3.缺点：冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。
4.用途：用于冷却或冷凝管内液体。
4、套管式换热器1.结构：由不同直径组成的同心套管，可根据换热要求，将几段套管用U形管连接，目的增加传热面积；冷热流体可以逆流或并流。
2.优点：结构简单，加工方便，能耐高压，传热系数较大，能保持完全逆流使平均对数温差最大，可增减管段数量应用方便。
3.缺点：结构不紧凑，金属消耗量大，接头多而易漏，占地较大。
4.用途：广泛用于超高压生产过程，可用于流量不大，所需传热面积不多的场合。
5、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。
1.优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。
- 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)。
换热器类型和结构
内容
1、换热器的定义
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质，而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，也就是初中物理的热平衡，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换给了容器内的冷水，换热器又称热交换器。
2、换热器的分类与结构
换热器按用途分类可以分为：冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸气发生器、废热(或余热)锅炉。
按换热方式可以分为：直接接触式换热器（又叫混合式换热器）、蓄热式换热器和间壁式换热器。
下面主要介绍一下按换热方式分类的换热器：
1)直接接触式换热器
直接接触式交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。
故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。
它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门。
常用的混合式换热器有：冷却塔、气体洗涤塔、喷射式换热器和混合式冷凝器。
2)蓄热式换热器
蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。
内装固体填充物，用以贮蓄热量。
一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。
换热分两个阶段进行。
第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。
第二阶段，冷气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热。
这两个阶段交替进行。
通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时，冷气体进入另一器。
常用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。
也用于化学工业，如煤气炉中的空气预热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄热式裂化炉。
3)间壁式换热器
此类换热器中，冷热俩流体间用一金属隔开，以便俩种流体不相混合而进行热量传递。
在化工生产中冷热流体经常不能直接接触，故而间壁式换热器是最常用的一种换热器。
下面主要介绍一下间壁式换热器的分类：
a)夹套式换热器
由容器外壁安装夹套制成。
（如图所示）
这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管. 夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。
b)蛇管式换热器
蛇管式换热器又分为沉浸式蛇管换热器和喷淋式蛇管换热器。
沉浸式
蛇管换热器如图所示
蛇管多以金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容器内的液体中。
其优点是：结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造。
缺点：容器内液体湍动程度低，管外给热系数小。
喷淋式蛇管换热器如图所示
▪将换热管成排地固定在钢架上。
▪热流体在管内流动，冷却水在装置上方均匀淋下。
▪优点：热流体在管内流动，冷却水在装置上方均匀淋下。
传热系数大，故喷淋式换热器传热效果优于沉浸式蛇管换热器。
但是期要在露天放置，占地位置大而且水容易溅到周围环境，使用起来不方便。
c)套管式换热器
（如图所示）由套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管，并用U形弯头连接而成。
因为管内管外流体流速较大。
冷、热流体可以作纯逆流，故而其传热系数大，传热效果好。
常用
的水伴热就是一种简易的套管式换热器。
d)管壳式换热器
管壳式(又称列管式) 换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。
在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；一种在管外流动,其行程称为壳程。
管束的壁面即为传热面。
为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。
折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,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。
常用的档板有圆缺形和圆盘形两种（如下图所示）,前者应用更为广泛.。
流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。
为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均分隔成若干组。
这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。
同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过
壳体空间,称多壳程。
在管壳式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。
如两者温差很大, 换热器内部将出现很大的热应力,可能使管子弯曲,断裂或从管板上松脱。
因此,当管束和壳体温度差超过50℃时,应采取适当的温差补偿措施,消除或减小热应力。
补偿方法：
在壳体上附有膨胀圈或者采用U形管换热器和浮头式换热器。
固定管板式换热器
当冷热流体温差不大时，可采用固定管板式换热器。
它结构简单成本低，但清洗困难，不适用于易结垢的流体和温差较大的流体。
如果温差不是很大，可采用带有补偿圈的固定管板式换热器。
下图为带有补偿圈的固定管板式换热器。
浮头式换热器
如上图所示为浮头式换热器，它两端的管板一端可沿轴向自由浮动，从而消除热应力。
而且整个管束可从壳体中抽出，便于清洗和检修。
但是结构复杂，造价较高。
工业上一般都使用这种换热器。
U形管换热器
如上图为U形管换热器，U形管换热器的每根换热管都弯成U形，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头以隔板分成两室。
每根管可自由伸缩，与外壳无关。
从而消除热应力，其结构比浮头式换热器简单。
但管程不易清洗，使用有很大的局限性只适用于洁净流体。
e)板式换热器
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。
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
板式换热器和管壳式换热器的区别：
a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。
b.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.
c.占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。
c.容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几
乎不可能增加
d.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为 2.0~2.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。
e. 价格低采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。
f. 制作方便板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。
g. 容易清洗框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。
i. 热损失小板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。
而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。
h. 容量较小是管壳式换热器的10%~20%。
i. 单位长度的压力损失大由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大。
j. 不易结垢由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10.k. 工作压力不宜过大，介质温度不宜过高，有可能泄露板式换热器采用密封垫密封，工作压力一般不宜超过2.5MPa，介质温度应在低于250℃以下，否则有可能泄露。
k. 易堵塞由于板片间通道很窄，一般只有2~5mm，当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时，容易堵塞板间通道。
3、换热器型号的识别。