下载文档原格式
图文并茂讲解换热器本文内容源自设计院网并经作者整理，如有出入请留言补充和修订换热器作为工艺过程必不可少的单元设备，广泛地应用于石油、化工、动力、轻工、机械、冶金、交通、制药等工程领域中。
据统计，在现代石油化工企业中，换热器投资约占装置建设总投资的30%~40%；在合成氨厂中，换热器约占全部设备总台数的40%。
由此可见，换热器对整个企业的建设投资及经济效益有着重要的影响。
一.换热器的分类1.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。
2.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.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。
二.换热器结构与性能特点(一)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。
•换热器基本概念与分类•换热器结构与工作原理•换热器性能评价指标及方法•换热器选材与制造工艺目录•换热器安装调试与维护保养•换热器在节能减排中应用01换热器基本概念与分类换热器定义及作用定义作用换热器发展历程近代换热器早期换热器随着工业的发展，对换热器的传热效率和性能要求越来越高，出现了各种新型、高效的换热器。
现代换热器管壳式换热器板式换热器螺旋板式换热器热管式换热器常见类型及其特点应用领域与市场前景应用领域市场前景02换热器结构与工作原理主要组成部分介绍01020304换热管管板折流板/支撑板壳体工作原理简述换热管内的流体与管外的流体通过管壁进行热量折流板热量通过固体壁面（如换热管壁）从高温侧传递到低温侧。
热传导流体流过固体表面时，与固体表面发生热量交换。
对流换热在高温环境下，物体通过电磁波的形式向外发射热量。
辐射传热传热过程分析010204流体动力学特性流体在换热器内的流动状态（层流或湍流）影响传热效果。
折流板/支撑板的形状和位置对流体流动和传热有重要影响。
换热器的进出口位置和连接方式也会影响流体的分布和流动状态。
流体的物理性质（如密度、粘度、导热系数等）对传热效果有直接影响。
0303换热器性能评价指标及方法换热效率衡量换热器在单位时间内传递热量的能力，是评价换热器性能的重要指标。
压力损失流体在换热器内流动时产生的压力降，直接影响系统的能耗和运行成本。
换热面积有效传热面积的大小直接影响换热器的传热效率，是设计和选型的关键参数。
结构紧凑性紧凑的换热器结构有利于减小设备体积和重量，提高空间利用率。
性能评价指标概述实验测试方法介绍热平衡法压差法红外热像仪检测流体可视化实验数值模拟技术应用计算流体力学（CFD）模拟利用CFD软件对换热器内流体流动和传热过程进行数值模拟，预测性能并优化设计方案。
有限元分析（FEA）应用FEA方法对换热器结构进行力学分析和热应力计算，确保设备安全可靠。
多物理场耦合模拟考虑多种物理场（如流场、温度场、应力场等）之间的相互作用和影响，提高模拟精度和可靠性。
油田换热器的传热系数油田换热器是油田开采中重要的设备之一，也是实现热能传递的关键组件。
它用于在油田生产过程中，将从井底带出的热油或热水发热器与冷却介质进行热量交换，以降低热油或热水的温度，提高冷却介质的温度。
换热器的传热系数是评价其性能的重要指标之一。
换热器的传热系数是指单位面积内换热器传热功率与温度差之比。
传热系数的大小取决于换热器设计和制造工艺的优劣、流体性质、流动状态等因素。
它直接影响到换热器的传热效率和能耗。
换热器传热系数是由内部和外部传热系数两部分组成。
内部传热系数是指换热器内部流体之间的传热系数，外部传热系数是指换热器与外部介质之间的传热系数。
在换热器的设计中，需要对这两个传热系数进行合理的选择和计算。
在油田换热器中，内部传热系数主要受到流体性质和流动状态的影响。
流体性质是指流体的热导率、密度、比热容等物理性质，它们的取值反映了流体传热性能的基本特征。
流动状态是指流体在管内流动时的流速、流量等参数，它们的变化会带来内部传热系数的波动。
在换热器设计中，需要根据具体的工艺要求和流体特性，合理选择流体和调节流体参数，以获得较高的内部传热系数。
外部传热系数主要由流体和波动环境的特性决定。
流体特性包括流体的热导率、密度、比热容等，这些参数直接影响到流体与换热器之间的热传递效果。
环境特性包括外部介质的温度、压力等，它们会影响到换热器与环境的热量交换效率。
换热器的设计应考虑到外部传热系数的大小和波动规律，以保证换热器的正常运行。
在实际的油田换热器应用中，为了提高传热系数，我们可以采取一些措施。
首先，可以优化换热器的结构和工艺，增加内部和外部换热面积，提高热量交换效率。
其次，选择合适的换热介质和流体参数，以提高流体的传热性能和流动状态。
另外，注重换热器的维护和保养，定期清洗和更换换热器的内部元件，保证换热器的传热效率。
总之，油田换热器的传热系数是评价其性能的重要指标之一。
在换热器的设计和运行过程中，需要充分考虑到内部和外部传热系数的大小和波动规律，以保证换热器的高效运行和热量传递。
