换热器按传热方式和结构分类

3.3 换热器选择3.3.1 换热器的类型换热器种类很多，按热量交换原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。

其中间壁式换热器按传热面的形状和结构可分为：管壳式、板式、管式、液膜式、板壳式与热管。

目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。

管壳式换热器又称列管式换热器，该类换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。

近年来，尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促进其自身的发展。

在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。

列管式换热器可根据其结构特点，分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和釜式重沸器五类。

各类换热器特性如下表。

表3-1 各类换热器特性3.3.2 换热器选型原则换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质；压力、温度及允许压力降得范围；对清洗、维修的要求；材料价格；使用寿命等。

本项目选用目前应用最广泛的列管式换热器。

列管式换热器中常用的是固定管板式和浮头式两种。

一般要根据物流的性质、流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修清洗等要素决定选用列管换热器的型式。

从经济角度看，只要工艺条件允许，应该优先选用固定管板式换热器。

但遇到以下两种情况时，应选用浮头式换热器。

①壳壁与管壁的温差超过70℃；壁温相差50～70℃。

而壳程流体压力大于0.6MPa时，不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。

②壳程流体易结垢或腐蚀性强时不能采用固定管板式换热器。

综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面，本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。

3.3.3换热管规格选择①管子的外形：列管换热器的管子外形有光滑管和螺纹管两种。

一般按光滑管设计。

当壳程膜系数低，采取其他措施效果不显著时，可选用螺纹管，它能强化壳程的传热效果，减少结垢的影响。

②管子的排列方式：相同壳径时，采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子，使单位传热面积的金属耗量降低。

换热器的概念、特点、分类及应用换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。

这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。

随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。

为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。

完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理。

浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两张介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。

浮头端设计成可拆结构，使管束能容易的插入或抽出壳体。

（也可设计成不可拆的）。

这样为检修、清洗提供了方便。

但该换热器结构较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。

因此在安装时要特别注意其密封。

浮头换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。

在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。

该外径应小于壳体内径Di，一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。

这样，当浮头出的钩圈拆除后，即可将管束从壳体内抽出。

以便于进行检修、清洗。

浮头盖在管束装入后才能进行装配，所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。

钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。

随着幞头式换热器的设计、制造技术的发展，以及长期以来使用经验的积累，钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。

钩圈一般都为对开式结构，要求密封可靠，结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。

浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性，在长期使用过程中积累了丰富的经验。

换热器选型详解各种类型得换热器作为工艺过程必不可少得设备,如何根据不同得工艺生产流程与生产规模,设计出投资省、能耗低、传热效率高、维修方便得换热器就是一项非常重要得工作。

换热器分类按工艺功能分类冷却器、加热器、再沸器、冷凝器、蒸发器、过热器、废热锅炉等。

按传热方式与结构分类间壁传递热量式与直接接触传递热量式,其中间壁传热式又分为管壳式、板式、管式、液膜式等其她形式得换热器。

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从工艺功能选择换热器冷却器间壁式冷却器☆当传热量大时,可以选择传热面积与传热系数较大得板式换热器比较经济,但就是板式换热器得使用温度一般不大于150℃,压降较大。

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☆对于压降与温度压力较高得情况,选用管壳式换热器较为合理。

☆板翅式换热器由于翅片得作用,适用于气体物料得冷却,其使用温度一般也小于150℃。

☆空冷器适用于高温高压得工艺条件,其热物流出口温度要求比设计温度高15~20℃。

直接接触式冷却器☆适用于需要急速降低工艺物料得温度、伴随有吸收或除尘得工艺物料得冷却、大量热水得冷却与大量水蒸气得冷凝冷却等工况。

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加热器高温情况:当温度要求高达500℃以上时可选用蓄热式或直接火电加热等方式。

中温情况:对于150~300℃工况一般采用有机载热体作为加热介质。

分为液相与气相两种。

低温情况:当温度小于150℃时首先考虑选用管壳式换热器,只有工艺物料得特性或者工艺条件特殊时,才考虑其她形式,例如热敏性物料加热多采用降膜式或波纹板式换热器。

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再沸器图1 四种再沸器类型多采用管壳式换热器,分为强制循环式、热虹吸式与釜式再沸器三种。

其设计温差一般选用20~50℃,单程蒸发率一般为10%~30%。

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冷凝器一般用于蒸馏塔塔顶蒸汽得冷凝以及反应气体得冷凝,对于蒸馏塔顶,一般选用管壳式、空冷器、螺旋板式、板翅式等换热器作为冷凝器,对于反应系统,一般选用管壳式、套管式或喷淋式等换热器作为冷凝器。

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换热器的分类换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器,冷却器,冷凝器,蒸发器和再沸器等,应用更加广泛. 换热器是指两种不同温度的流体进行热量交换的设备。

换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。

随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。

适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：1.根据冷,热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类,即间壁式,混合式和蓄热式.在三类换热器中,间壁式换热器应用最多,：1.1间壁式换热器的类型1.1.1 夹套式换热器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.1.1.2沉浸式蛇管换热器这种换热器是将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.蛇管换热器的优点是结构简单,能承受高压,可用耐腐蚀材料制造;其缺点是容器内液体湍动程度低,管外给热系数小.为提高传热系数,容器内可安装搅拌器.1.1.3 喷淋式换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多.另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善.1.1.4套管式换热器套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内,另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大.另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流,对数平均推动力较大. 套管换热器结构简单,能承受高压,应用亦方便(可根据需要增减管段数目). 特别是由于套管换热器同时具备传热系数大,传热推动力大及能够承受高压强的优点,在超高压生产过程(例如操作压力为3000大气压的高压聚乙烯生产过程)中所用的换热器几乎全部是套管式.1.1.5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,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.1.2混合式换热器混合式热交换器是依靠冷、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。

换热器分类换热器种类繁多，若按其传热面的形状和结构进行分类可分为管型、板型和其他型式换热器。

而管型换热器又可分为管壳式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器；板型换热器可分为板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器、螺旋板式换热器。

其他型式换热器是为了满足一种特殊要求而出现的换热器，如回转式换热器、热管换热器等。

管壳式换热器若按功能命名又可分为冷凝器、加热器、再沸器、蒸发器、过热器等。

以下介绍一些常用的几种换热器。

一、管壳式换热器它由许多管子组成管束，管束构成换热器的传热面。

此类换热器又称为列管式换热器。

换热器的管子固定在管板上，而管板又与外壳联接在一起。

为了增加流体在管外空间的流速，以改善换热器的传热情况，在筒体内间隔安装了许多折流板。

换热器的壳体和两侧管箱上开有流体的进出口，有时还在其上装设有检查孔，为安置仪表用的接口管、排液孔和排气孔等。

在换热器中，一种流体从一侧管箱(称为前管箱)流进管子里，经另一侧管箱(称为后管箱)流出(对奇数单管程换热器)，或绕过管箱，流回进口侧前管箱流出(对偶数单管程换热器)，这条路径称为管程。

另一种流体从筒体上的连接管进出换热器壳体，流经管束外，这条路径称为壳程。

图5-10所示即为二管程、单壳程，工程上称为1-2型换热器(1表示壳程数，2表示管程数)。

管壳式换热器是把管子与管板连接，再用壳体固定。

根据其不同的连接与固定方式又可分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式等。

1. 固定管板式换热器固定管板换热器的两端管板，采用焊接方法与壳体连接固定。

这种换热器结构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑。

由于两个管板被换热管互相支攫，与其他管壳式换热器相比，管板最薄，不仅造价低而且每根管子内侧都能进行清洗。

但壳侧清洗较难，不能进行机械清洗，所以宜用于不易结垢的流体。

当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生介质泄漏。

换热器工作原理标题：换热器工作原理引言概述：换热器是工业生产中常用的设备，用于传递热量并实现物质的热交换。

了解换热器的工作原理对于提高生产效率和节约能源具有重要意义。

一、传热机理1.1 对流传热：流体在换热器内部流动，通过流体与壁面的热传递实现热量传递。

1.2 辐射传热：换热器内部的热源向周围空间辐射热量，使介质温度升高。

1.3 导热传热：通过换热器壁面的传热，将热量传递给另一侧介质。

二、换热器结构2.1 管式换热器：由管束和管板组成，介质在管内流动，实现热量传递。

2.2 板式换热器：由多层板组成，介质在板间流动，通过板间热传递实现换热。

2.3 换热管束：管束内部通过流体循环，实现热量传递，管束结构多样，适用于不同介质。

三、换热器工作原理3.1 热量传递：介质在换热器内部流动，通过传热机理实现热量传递。

3.2 温度差：介质在换热器内部的温度差异导致热量传递，实现温度调节。

3.3 热效率：换热器工作原理决定了热效率，合理设计和操作可以提高热效率。

四、换热器分类4.1 按传热方式分类：包括对流换热器、辐射换热器和导热换热器。

4.2 按结构分类：包括管式换热器、板式换热器、换热管束等。

4.3 按介质分类：根据介质性质和工艺要求选择不同类型的换热器。

五、换热器应用5.1 工业生产：换热器广泛应用于化工、石油、食品等工业领域，实现热能转化和能源利用。

5.2 暖通空调：换热器在暖通空调系统中起着关键作用，实现室内外热量交换。

5.3 新能源利用：换热器在新能源领域中也有应用，如太阳能热水器、地源热泵等。

结语：换热器作为重要的热能转换设备，在工业生产和生活中发挥着重要作用。

了解换热器的工作原理对于提高能源利用效率和生产效率具有重要意义。

希望本文对读者有所帮助。

板式换热器和壳管式换热器有啥区别一、换热器如何分类？按传热方式可分为：间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器。

按用途可分为：加热器、预热器、过热器、蒸发器。

按结构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

二、壳管式与板式换热器不同点之一：结构1、壳管式换热器结构：管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。

壳体多为圆柱形，内有管束，管束两端固定在管板上。

传热有两种热流体和冷流体，一种是管内流体，称为管侧流体；另一种是管外流体，称为壳侧流体。

为了提高管外流体的传热系数，通常在管壳内设置若干挡板。

挡板可以提高壳程内流体的速度，使流体按规定的距离多次穿过管束，提高流体的湍流度。

换热管可在管板上等边三角形或方形布置。

等边三角形布置紧凑，管外流体湍流程度高，传热系数大。

方形布置便于清洁管外，适用于易结垢的流体。

2、板式换热器结构：可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压缩螺钉重叠而成。

板和垫片的四个角孔构成了流体分配器和集液管。

同时，冷流体和热流体被合理地分离，以便它们在每个板的两侧被分离。

在通道中流动，通过板进行热交换。

三、壳管式与板式换热器不同点之一：分类1、壳管式换热器分类：（1）固定管板换热器管板与管壳两端管束为一体，结构简单，但仅适用于冷、热流体温差不大，壳程无需机械清洗时的换热操作。

当温差稍大，壳侧压力不太高时，可在壳上安装弹性补偿环，以减小热应力。

（2）浮头换热器管束一端的管板可以自由浮动，完全消除了热应力，整个管束可以从壳体中拉出，便于机械清洗和维护。

浮头换热器应用广泛，但其结构复杂，成本高。

（3）U形管换热器的每根管子弯成U形，两端固定在上下两区的同一管板上。

在管箱隔板的帮助下，分为进、出口两室。

换热器完全消除了热应力，其结构比浮头式结构简单，但管程不易清洗。

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。