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常见换热器类型及间壁换热效率要素分析
常见换热器类型及间壁换热效率要素分析
[摘要]平壁、圆筒壁换热器的类型及相应的传热分析。
【关键词】换热器；类型；间壁换热效率；分析
（一）换热器类型简介
换热器主要类型分：间壁式{套管式、壳管式、交叉流换热器、板式、螺旋板式}、混合式、蓄热式。
具体：
间壁式——冷热流体分别位于固体壁面两侧，而由壁面间接隔开来。
混合式——冷热流体通过直接接触、相互混合来实现换热。
回热式——冷热流体交替地通过同一换热表面而实现热量交换的设备称为蓄热式换热器。
蓄热式——固体壁面除了换热外还起到蓄热的作用：高温流体流过时，固体壁面吸收并积蓄热量，然后释放给接着流过的低温流体，这种换热器的热量传递过程是非稳态的。
（二）间壁式换热器的主要型式
(1) 套管式换热器：最简单的一种间壁式换热器，流体有顺流和逆流两种，适用于传热量不大或流体流量不大的情形
(2) 管壳式换热器：最主要的一种间壁式换热器，传热面由管束组成，管子两端固定在管板上，管束与管板再封装在外壳内。
两种流体分管程和壳程。
(3) 交叉流换热器：间壁式换热器的又一种主要形式。
其主要特点是冷热流体呈交叉状流动。
交叉流换热器又分管束式、管翅式和板翅式三种。
把单位体积内所包含的换热面积作为衡量换热器紧凑程度的衡量指标，一般将大于700m2/m3的换热器称为紧凑式换热器，板翅式换热器多属于紧凑式，因此，日益受到重视。
(4) 板式换热器：由一组几何结构相同的平行薄平板叠加所组成，
冷热流体间隔地在每个通道中流动，其特点是拆卸清洗方便，故适用于含有易结垢物的流。
换热器分类和特点
1. 板式换热器啊，那可是换热器家族里的小巧精灵！就像你家里那精致的小摆件，体积不大但功能强大。
你看，在一些需要紧凑空间的地方，它就能大显身手啦！比如说小型的暖通系统。
2. 管式换热器，这可是个厉害的家伙！像个大力士一样，能承受很大的压力和温度呢！大型化工厂不就经常用它嘛，那可真是稳定运行的保障啊！
3. 翅片管式换热器，哎呀呀，就像是给换热器穿上了超级保暖的羽绒服！加大了换热面积呢。
汽车的散热器不就是用它来保证汽车不“发烧”嘛！
4. 螺旋板式换热器，这多特别呀，像一条盘旋的巨龙！弯曲的设计让它在一些特殊工况下表现超棒的哟，想想那些不走寻常路的工业流程就懂啦！
5. 板翅式换热器，嘿，这就是个结合体呀！兼具了板式和翅片式的优点呢，难道不是很牛？航天领域用它来保障设备的正常运行，厉害吧！
6. 沉浸式换热器，哇哦，就像人泡在温泉里一样，那是全方位的接触换热呀！在一些需要简单直接换热的场合，它可不会让人失望，好比家用的热水器啊。
7. 喷淋式换热器，你想想，就像给换热器冲了个舒服的热水澡！让换热更加高效快速。
食品加工行业很多就靠它来保持温度呢！
8. 蓄热式换热器，这可是个能“存能量”的宝贝呀！就好像你存钱一样，把热量存起来等需要的时候再用。
钢铁厂的余热回收不就常用它嘛。
9. 混合式换热器，那真的是各种方式都来一点呀，超级灵活的呢！像个多面手一样。
在一些复杂的工艺中，它能自如应对，多厉害呀！
总之呀，换热器的种类这么多，各有各的特点和用处，我们可真得好好了解它们，才能让它们在合适的地方发挥最大的作用呀！。
各种换热器的原理、特点及适用范围一、T 型翅片管一、原理及特点1、原理T型翅片管是由光管经过滚轧加工成型的一种高效换热管。
其结构特点是在管外表面形成一系列螺旋环状T型隧道。
管外介质受热时在隧道中形成一系列的气泡核，由于在隧道腔内处于四周受热状态，气泡核迅速膨大充满内腔，持续受热使气泡内压力快速增大，促使气泡从管表面细缝中急速喷出。
气泡喷出时带有较大的冲刷力量，并产生一定的局部负压，使周围较低温度液体涌入T型隧道，形成持续不断的沸腾。
这种沸腾方式在单位时间内，单位表面积上带走的热量远远大于光管，因而这种管型具有较高的沸腾传热能力。
2、特点⑴传热效果好。
在R113工质中T管的沸腾给热系数比光管高1.6-3.3倍。
⑵常规的光管换热器，只有当热介质的温度高于冷介质的沸点或泡点12℃-15℃时，冷介质才会起泡沸腾。
而T型翅片管换热器只需2℃-4℃的温差，冷介质就可沸腾，且鼓泡细密、连续、快速，形成了与光管相比的独特优势。
⑶以氟利昂11为介质的单管实验表明，T型管沸腾给热系数可达光管的10倍；以液氨为介质的小管束实验结果，总传热系数为光管的2.2倍；C3、C4烃类分离塔的再沸器工业标定表明，低负荷时，T 型管总传热系数比光滑管高50%，大负荷时高99%。
⑷较铝多孔表面传热管的价格便宜。
⑸由于隧道内部的气液扰动非常激烈以及气体沿T缝高速喷出，因而无论是T型槽内部还是管外表面，都不易结垢，这一点保证了设备能长期使用而传热效果不会受到结垢的影响。
二、应用场合只要壳侧介质比较干净、无固体颗粒、无胶质，均可采用T型翅片管作换热元件，形成T型翅片管式高效换热器，以提高壳侧沸腾传热效果。
二、低螺纹翅片管一、原理及特点1、原理低螺纹翅片管是普通换热管经轧制在其外表面形成螺纹翅片的一种高效换热管型，其结构如图所示：这种管型的强化作用是在管外。
对介质的强化作用一方面体现在螺纹翅片增加了换热面积；另一方面是由于壳程介质流经螺纹管表面时，表面螺纹翅片对层流边层产生分割作用，减薄了边界层的厚度。
换热器类型介绍及设计案例换热器（Heat exchanger）是一种用于热的传递设备，用于将热量从一个介质传递到另一个介质，而不会将两者混合在一起。
换热器在工业、建筑和家庭中被广泛应用，用于加热、冷却和空调等领域。
本文将介绍一些常见的换热器类型，并提供一些设计案例。
一、直接换热器（Direct Heat Exchanger）直接换热器是最常见的一种换热器类型，也称为热交换管或管式热交换器。
它由一根或多根管道组成，其中一个介质通过管道，将热量传递给另一个介质。
直接换热器广泛应用于石化、化学、食品加工和供暖等领域。
设计案例：工业热水锅炉工业热水锅炉是一种直接换热器，用于生产和供应热水。
它由一个燃烧室和一个热水管道组成。
燃烧室中燃烧燃料产生的热量通过管道传递给流经其中的水，将水加热到所需温度。
二、间接换热器（Indirect Heat Exchanger）间接换热器是通过壁面传递热量的一种换热器类型。
在这种换热器中，两个介质分别通过不同的通道流动，通过壁面传递热量。
间接换热器广泛应用于电站、化工和冶金等领域。
设计案例：蒸汽凝结器蒸汽凝结器是一种间接换热器，用于电站中的蒸汽循环系统。
蒸汽在蒸汽轮机中通过传递热量产生功率，然后进入蒸汽凝结器，通过与冷却介质在壁面之间的传热，将蒸汽冷却成水，并回流到锅炉再次循环使用。
三、板式换热器（Plate Heat Exchanger）板式换热器是一种利用金属板堆叠组成的换热器，将热量传递给另一个介质。
板式换热器的设计紧凑、效率高，广泛应用于食品、制药、化工和制冷等领域。
设计案例：蒸气冷凝器蒸气冷凝器是一种板式换热器，被广泛应用于制冷和空调系统中。
蒸发器中的制冷剂通过板式换热器中的金属板与冷却剂传热，将制冷剂中的热量传递给冷却剂，使制冷剂冷却并凝结为液体。
四、空气换热器（Air Heat Exchanger）空气换热器主要用于传递空气中的热量。
它将热空气和冷空气通过不同的通道流动，并通过壁面传递热量。
十一种换热器工作原理和特点图文讲解一、换热器1、U形管式换热器每根管子都弯成U形，固定在同一侧管板上，每根管可以自由伸缩，也是为了消除热应力。
性能特点：（1）优点此类换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。
（2）缺点是管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。
此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分需用壁较厚的管子。
这就影响了它的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。
2、沉浸式蛇管换热器沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器，是间壁式换热器种类之一。
根据管外流体冷却方式的不同，蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。
（1）优点这是一种古老的换热设备。
它结构简单，制造、安装、清洗和维修方便，便于防腐，能承受高压，价格低廉，又特别适用于高压流体的冷却、冷凝，所以现代仍得到广泛应用。
（2）缺点由于容器体积比管子的体积大得多、笨重、单位传热面积金属耗量多，因此管外流体的表面传热系数较小。
为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。
3、列管式换热器冷流体走管内，热流体经折流板走管外，冷、热流体通过间壁换热。
性能特点：列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。
因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
换热器的种类及应用换热器是一种用于传热的设备，广泛应用于化工、电力、冶金、石油等行业。
根据传热方式和工作原理的不同，换热器可以分为多种类型。
1. 管壳式换热器：管壳式换热器是最常见的换热器之一。
它由管束和外壳组成，热媒通过管束流动，被换热的物质则在外壳中流动，通过管壳内外流体的对流和传导传热，实现换热过程。
管壳式换热器广泛应用于化工、冶金等行业的蒸发、冷凝、汽化、加热等工艺中。
2. 板式换热器：板式换热器采用多层波纹板组成，通过多个波纹板的叠加形成通道，在通道内实现换热。
板式换热器具有换热效率高、紧凑、易于清洗等优点，被广泛应用于空调、制冷、化工、食品加工等领域。
3. 管束式换热器：管束式换热器由多根平行布置的管子组成，通过管子内的热媒与外壳中的被换热物质进行换热。
管束式换热器适用于高温、高压、粘稠液体的换热过程，常用于石油、化工等行业。
4. 螺旋板换热器：螺旋板换热器采用螺旋板作为热传输面，通过螺旋板的内外壁形成两个流通通道，通过流体在螺旋板内外壁之间交替流动，实现换热。
螺旋板换热器具有高换热效率、低压降等优点，广泛应用于化工、制药等行业。
5. 空气冷却器：空气冷却器以空气作为冷却介质，通过与被冷却物质接触，将被冷却物质的热量传递给空气，使其冷却。
空气冷却器广泛应用于电力、化工等行业中的冷却系统，如发电厂中的冷却塔、汽车发动机中的散热器等。
6. 管式加热器：管式加热器是一种通过将热媒加热后传递给被加热物质，实现加热的设备。
管式加热器应用于化工、电力等行业中需要对物质进行加热的工艺中，如石油精制中的加热炉、电站中的锅炉等。
总之，换热器可以根据不同的换热原理和应用场景，分为管壳式换热器、板式换热器、管束式换热器、螺旋板换热器、空气冷却器和管式加热器等多种类型。
这些换热器在不同的工业领域中发挥着重要作用，提高了能源利用效率，降低了设备运行成本，促进了工业生产的发展。
浅谈换热器的分类和特点换热器是一种用于在流体之间传递热量的设备，常用于加热、冷却或蒸发过程中。
按照不同的分类标准，换热器可以分为以下几类：1. 根据换热介质的形式：(1) 气液换热器：主要用于气体与液体之间的换热，如汽水换热器、空气冷却器等。
(2) 液液换热器：主要用于液体与液体之间的换热，如管壳式换热器、板式换热器等。
(3) 气气换热器：主要用于气体之间的换热，如空气预热器、再热器等。
2. 根据传热方式：(1) 直接传热式换热器：换热介质之间直接接触传热，如冷却塔、喷淋式换热器等。
(2) 间接传热式换热器：换热介质之间通过壁面传热，如管壳式换热器、板式换热器等。
3. 根据结构形式：(1) 管壳式换热器：由管束和外壳组成，换热介质分别流过管内和管外。
(2) 板式换热器：由一系列平行的金属板组成，换热介质分别流过板间和板外。
(3) 管束式换热器：由多个平行排列的管子组成，换热介质分别流过管内和管外。
(4) 换热管：由单个管子组成，流体分别流过管内和管外。
换热器的特点主要有以下几点：1. 传热效率高：换热器能够通过不同的传热方式和结构设计，提高传热效果，从而实现高效的热量传递。
2. 热损失小：换热器通过良好的隔热设计和密封性能，能够减少热量的散失，提高能源利用效率。
3. 结构紧凑：换热器通常采用紧凑型结构设计，占用空间小，适用于各种工艺设备的组织。
4. 维护方便：换热器的结构简单，维护保养方便，能够减少设备的停机时间和维护成本。
5. 适应性强：换热器可以根据不同的工艺需求和介质特性进行定制设计，适用范围广泛。
换热器的分类➢按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器➢按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式➢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，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，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。
➢结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。
: 4.7 换热器分类: ①按用途---加热器、冷却器、冷凝器、再沸器、蒸发器等。
②按冷热流体热量交换的原理和方式直接接触式：冷、热直接混合。
蓄热式t h 蓄热式：热ΦΦ流体冷流冷流体体t ct h,wt c,w热流体流体通过间壁的热交换蓄热式换热器示意图间壁式：冷、热两流体由固体壁隔开，不直接接触4.7.1 间壁式换热器的类型(1)(1) 夹套式换热器◎结构：在容器外壁安装夹套制成搅拌器套制成。
◎优点：结构简单。
缺点◎缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。
◎应用范围：主要用于反应过程的加热或冷却。
◎强化传热方法：釜内安装搅拌器，加螺旋隔板加螺旋隔板，在釜内安装蛇管。
夹套式换热器(2) 沉浸式蛇管换热器()◎结构：将金属管子绕成各种形状，沉浸在液体中。
◎优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。
◎缺点：管外流体的湍流程度低，表面传热系数较小。
管内易除垢。
◎强化传热方法：可安装搅拌器。
蛇管的形状(3) 喷淋式换热器直管水槽◎结构：将换热管成排地固定于支架上，热流体在管内流动，冷却水由管上方的喷淋喷淋式冷却器冷却水由管上方的喷淋。
◎优点：湍流程度高，传热效果好；冷却水在喷林中气化，携带热量，降低冷却水温度；便于检修和清洗。
◎喷淋不易均匀，杂质易进入冷却水。
缺点：喷淋不易均匀，杂质易进入冷却水◎应用范围：多用于冷却管内的热流体。
（4）套管式换热器外管内管套管式换热器◎结构：将两种直径大小不同的直管装成同心套管，并可用U 形肘管把管段串联起来，每一段直管称作一程。
◎优点：表面传热系数大；逆流流动，平均温差最大；结构简优点表系数大流流均差大结构简单；能承受高压。
缺点占地面极大耗材量大易泄漏◎缺点：占地面极大；耗材量大；易泄漏。
◎应用范围：流量不大，粘度较大，传热面积不多，压强较高（5）管壳式换热器又称为列管式换热器，是最典型的间壁式换热器。
又称为列管式换热器是最典型的间壁式换热器◎结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。
