傳熱--換熱器晨怡熱管 2007-12-16 21:49:44 一、換熱器的分類
按用途分類分為：加熱器、冷卻器、再沸器、冷凝器、分凝器等
按傳熱原理和實現(xiàn)熱交換的方法分類：間壁式換熱器、混合式換熱器
二、間壁式換熱器的類型
間壁式換熱器主要有：管式、板式、翅片式三種類型
1、管式換熱器：蛇管式換熱器（沉浸式蛇管換熱器、噴淋式換熱器）、
套管換熱器、列管換熱器
列管式（管殼式）換熱器是目前化工生產(chǎn)中應用最廣的換熱器。
主要優(yōu)點：單位體積具有的傳熱面積大，傳熱效果好，結(jié)構簡單，操作彈性大，可用多種材料制造，適用性較強，尤其在高溫、高壓和大型裝置上多采用列管式（管殼式）換熱器。
當兩流體的溫度超過50℃時，由于熱應力可能引起設備變形、管子彎曲，甚至破裂，應采取熱補償措施。
根據(jù)熱補償方法的不同，列管式換熱器的主要形式有以下幾種：
固定管板式（帶熱補償圈的固定管板式換熱器）
換熱器的兩端管板和殼體制成一體，使殼程清洗困難，所以要求殼程流體清潔且不結(jié)垢，兩流體溫差小于70℃。
U型管式換熱器
U型管式換熱器每根管子彎成U型，流體進出口分別安裝在同一端的兩側(cè)，封頭內(nèi)用隔板分成兩室。每根管子可自由伸縮。
適用于高溫、高壓的場合，管內(nèi)清洗困難，所以要求管內(nèi)流體清潔且不結(jié)垢。
浮頭式換熱器
其一端管板不與外殼連為一體，該端稱為浮頭。
便于清洗和檢修，應用較為普遍，但結(jié)構比較復雜，造價較高。
上述幾種列管式換熱器，都有系列標準，可供選用。
規(guī)格型號中通常表明型式、殼體直徑、傳熱面積、能承受的壓強及管程數(shù)等。
如：FA600-130-16-2換熱器
FA：浮頭式A型，換熱管為Φ19×2mm。
正三角形排列。殼體公稱直徑為600mm，公稱傳熱面積為130m2,公稱壓強為16kgf/cm2,管程數(shù)為2。
2、板式換熱器
（1）夾套式換熱器
（2）螺旋板式換熱器
優(yōu)點：總傳熱系數(shù)高，不易結(jié)垢和堵塞，能利用溫度較低的熱源，結(jié)構緊湊。
缺點：操作壓強及溫度不宜太高，不宜檢修。
（3）平板式換熱器
優(yōu)點：傳熱系數(shù)高，結(jié)構緊湊，具有可拆結(jié)構。
缺點：處理量小，操作壓強低，小于1.5Mpa，操作溫度不能太高。
3、翅片式換熱器
（1）翅片管換熱器
（2）板翅式換熱器
三、換熱器傳熱過程的強化
由傳熱速率方程Q=KS△tm可知
增大傳熱系數(shù)K、傳熱面積S或平均溫度差都可提高傳熱速率Q，所以換熱器傳熱過程的強化也從這三方面考慮：
增大傳熱面積：主要提高單位體積的傳熱面積
（2） 增大平均溫度差：一般采用逆流操作
（3） 增大總傳熱系數(shù)：是在強化傳熱中重點考慮的方面。
欲提高總傳熱系數(shù)，就須減少管壁兩側(cè)的對流傳熱系數(shù)、污垢熱阻和管壁熱阻。主要設法減少其中較大的熱阻。
一般：管壁熱阻不會成為主要熱阻。
污垢熱阻：應防止結(jié)垢和及時清除垢層。對易結(jié)垢流體，可增加流速，在管程內(nèi)流動。
對流傳熱熱阻：可采用提高流速和增加對流體的擾動來提高傳熱系數(shù)。
四、列管式換熱器的設計和選用
列管式換熱器的設計和選用的核心是計算換熱器的傳熱面積。要計算傳熱面積，先要知道K及△tm，K值與設備結(jié)構、尺寸及流體流道等有關，而△tm與兩流體的終溫有關。因此換熱器的設計和選用，需考慮許多問題。
列管式換熱器設計或選用時應考慮的問題
流體流動通道的選擇
流體流速的選擇
流體兩端溫度的確定
一般設計中冷卻水兩端溫度差可取為5--10℃
管子的規(guī)格和排列方法
我國列管式換熱器系列標準中采用
Φ25×2.5mm及Φ19×2mm兩種規(guī)格的管子，標準鋼管長度為6米，所以合理的管長應為1.5米、2米、3米、6米。其中以3米和6米管長為多。
L/D為4—6。
管程數(shù)和殼程數(shù)的確定
為了提高管內(nèi)流速，可采用多管程，但同時導致流動阻力增加，平均溫度差下降。當溫度差修正系數(shù)低于0.8時，可采用多殼程。
折流擋板
目的提高殼程對流傳熱系數(shù)，最常用的為圓缺形擋板
外殼直徑的確定
材料選用
流體通過換熱器的阻力（壓強降）計算
2、列管式換熱器的選用和設計計算步驟
估算傳熱面積，并初選換熱器型號
（1） 確定兩流體在換熱器中流動通道
根據(jù)傳熱任務，計算傳熱量
確定流體在換熱器兩端的溫度，計算定性溫度，并確定流體物性
根據(jù)兩流體的溫度差，確定換熱器的型式
計算平均溫度差，并根據(jù)溫度差校正系數(shù)不小于0.8的原則，確定殼程數(shù)或調(diào)整加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的終溫
依據(jù)總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗范圍或生產(chǎn)實際情況，選取總傳熱系數(shù)
由總傳熱速率方程估算傳熱面積，并確定換熱器的基本尺寸或按系列標準選擇設備規(guī)格
計算管程、殼程阻力
核算總傳熱系數(shù)和傳熱面積

選用的換熱器實際傳熱面積應比計算所需的傳熱面積約大10%--25%。