优选高效间壁式热交换器
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基本定义热交换器热交换器:将某种流体的热量以一定的传热方式传送给其它流体的设备,称为交换器。
对换热器的基本要求:①满足工艺过程所提出的要求,热交换强度高,热损失少,在有利的平均温差下工作。
②要有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构,制造简单,装修方便,经济合理,运行可靠。
③设备紧凑。
④保证较低的流动阻力,以减少热交换的动力损耗。
热交换器的分类:①按用途分:预热器,冷却器,冷凝器,蒸发器。
②按制造材料分:金属的,陶瓷的,塑料的,石墨的,玻璃的。
③按湿度状况分:温度工况稳定的热交换器:::热流大小以及在指定热交换区域内温度不随时间变化:温度 工况不稳定的热交换器:传热面上的热流和温度都随时间变化④按照热流体和冷流体的 流动方向分:顺流式,逆流式,错流式,混流式 ⑤安传递热量的方法:间壁式,混合式,蓄热式 热交换器的计算方式 ①热计算 ②结构计算 ③流动阻力计算 ④强度计算一、热交换器的热计算的基本原理1 热计算公式:tm ∆=KF QtdF k F∆=⎰Q热平衡)()('2"22"1'11i i M i i M -=-=Q 1:热流体 2:冷流体 ⎰=-=--=111'1"111'1"1111t M t t M t t M C C C Q )()( ⎰=-=222'2"2221t M t t M C C Q )( 热平衡:不考虑散至周围环境的热损失时,冷流体所吸收的热量等于热流体所释放的热量MC W =称为热容量,它的数字代表该流体的温度每改变1℃时所需的热量,用W 表示。
2,平均温差:指整个热交换器各处温差的平均值。
算数平均温差:)(min max m t t 21t ∆+∆=∆对数平均温差:minmax min max m t t lnt t t ∆∆∆-∆=∆)(3,温差修正系数:在计算温差时,常将流体按逆流时,根据出口湿度算出对数平均温差,然后乘以考虑因流动方式不同于逆流而引入的修正系数ϕ,称为温差修正系数。
浅谈DHE111型高效节能热交换机组的独特优势DHE111型高效节能热交换机组是一种新型的热交换设备,它具有独特的优势。
本文将从多个方面对DHE111型高效节能热交换机组的独特优势进行介绍。
DHE111型高效节能热交换机组具有高效节能的特点。
传统的热交换设备存在着能源消耗高、效率低的问题,而DHE111型高效节能热交换机组利用先进的技术和设计理念,能够大幅提高热交换效率,降低能源消耗。
在使用过程中,DHE111型高效节能热交换机组能够将热能的损失减少到最低,使得热交换过程更加高效,从而节约能源,降低成本。
DHE111型高效节能热交换机组具有高度的可靠性。
在工业生产中,热交换设备的可靠性是至关重要的,任何故障都可能导致生产线停工、损失增加。
DHE111型高效节能热交换机组采用了优质的材料和精密的制造工艺,能够保证设备的稳定性和可靠性。
它还具有完善的自动控制系统和智能化的操作界面,能够实时监测设备运行状态,及时发现并处理问题,确保设备的正常运行。
DHE111型高效节能热交换机组具有灵活多样的适用性。
不同的工业生产过程对热交换设备的要求各不相同,传统的热交换设备往往无法满足多样化的需求。
而DHE111型高效节能热交换机组可以根据不同的工艺要求,灵活调整操作参数,提供定制化的解决方案。
无论是在化工、冶金、制药或者食品加工领域,DHE111型高效节能热交换机组都能够发挥出色的性能,满足不同客户的需求。
DHE111型高效节能热交换机组还具有环保节能的特点。
工业生产中,能源消耗和环境污染一直是人们关注的焦点。
DHE111型高效节能热交换机组在设计和制造过程中,充分考虑了环保要求,减少了对环境的影响。
其高效节能的特点,也能够降低能源消耗,减少碳排放,符合现代工业发展的可持续发展理念。
DHE111型高效节能热交换机组具有智能化的特点。
随着信息技术的发展,智能化已经成为了工业设备发展的趋势。
DHE111型高效节能热交换机组集成了大量的先进传感器和自动控制技术,能够实现设备的智能化监控和远程操作。
间壁式换热器的分类和应用分析换热器又称热交换器,是一种将热流体的部分热量传递给冷流体,使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备。
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。
换热器种类很多,但根据冷、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。
文对几种主要的间壁式换热器的工作原理进行了分析,并指出了其适用范围,为工作人员对各种间壁式换热器正确选型和使用提供参考意见。
2. 间壁式换热器的主要类型及其特征2.1板式换热器板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器,最初用于食品工业,50年代逐渐推广到化工等其它工业部门,现已发展成为高效紧凑的换热设备。
板式换热器是由一组金属薄板、相邻薄板之间衬以垫片并用框架夹紧组装而成,各种板片之间形成薄矩形通道,通过半片进行热量交换。
如图2.1为板式换热器矩形板片结构示意图,其四角开有圆孔,形成流体通道。
冷热流体交替地在板片两侧流过,通过板片进行换热。
具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。
2.2板翅式换热器板翅式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的新型换热器。
板翅式换热器的结构型式很多,但其基本结构元件相同,即在两块平行的薄金属板(平隔板)间,夹入波纹状的金属翅片,两边以侧条密封,组成一个单元体。
将带有流体进、出口的集流箱焊到板束上,就成为板翅式换热器。
板翅式换热器的主要优点是:传热性能好。
由于翅片在不同程度上促进了湍流并破坏了传热边界层的发展,故传热系数很大。
冷、热流体间的传热不仅仅以隔板为传热面,大部分热量是通过翅片传递的,结构高度紧凑,单位体积的传热面积可达2500m2/m3,最高可达4300m2/m3。
通常板翅式换热器采用铝合金制造,因此换热器的重量轻。
同时由于翅片对隔板的支撑作用,其允许的操作压力也较高,可达5MPa。
热交换器原理与设计题型:填空20%名词解释(包含换热器型号表示法)20%简答10%计算(4题)50%0 绪论➢热交换器:将某种流体的热量以一定的传热方式传递给他种流体的设备。
(2013-2014学年第二学期考题[名词解释]) ➢热交换器的分类:按照热流体与冷流体的流动方向分为:顺流式、逆流式、错流式、混流式➢按照传热量的方法来分:间壁式、混合式、蓄热式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])1 热交换器计算的基本原理(计算题)➢热容量(W=Mc):表示流体的温度每改变1℃时所需的热量➢温度效率(P):冷流体的实际吸热量与最大可能的吸热量的比率(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])➢传热有效度(ε):实际传热量Q与最大可能传热量Q max之比2 管壳式热交换器➢管程:流体从管内空间流过的流径。
壳程:流体从管外空间流过的流径。
➢<1-2>型换热器:壳程数为1,管程数为2➢卧式和立式管壳式换热器型号表示法(P43)(2013-2014学年第二学期考题[名词解释])记:前端管箱型式:A——平盖管箱B——封头管箱壳体型式:E——单程壳体F——具有纵向隔板的双程壳体H——双分流后盖结构型式:P——填料函式浮头 S——钩圈式浮头 U——U形管束➢管子在管板上的固定:胀管法和焊接法➢管子在管板上的排列:等边三角形排列(或称正六边形排列)法、同心圆排列法、正方形排列法,其中等边三角形排列方式是最合理的排列方式。
(2013-2014学年第二学期考题[填空])➢管壳式热交换器的基本构造:⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板➢产生流动阻力的原因:①流体具有黏性,流动时存在着摩擦,是产生流动阻力的根源;②固定的管壁或其他形状的固体壁面,促使流动的流体内部发生相对运动,为流动阻力的产生提供了条件。
➢热交换器中的流动阻力:摩擦阻力和局部阻力➢管壳式热交换器的管程阻力:沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力➢管程、壳程内流体的选择的基本原则:(P74)管程流过的流体:容积流量小,不清洁、易结垢,压力高,有腐蚀性,高温流体或在低温装置中的低温流体。
热交换器原理与设计复习考核重点第二章管壳式热交换器1、管壳式热交换器按其结构的不同一般可分为固定管板式、U形管式、浮头式和填料式四种类型。
管壳式热交换器,具有结构简单、造价较低、选材范围广、适用范围广、处理能力大、清洗方便等优点,还能适应高温高压的要求。
但传热效果较差、体积比较庞大,因此在某些场合需要使用在传热性能、体积等方面具有一定优点的其他型式热交换器。
(1)固定管板式热交换器:将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上,固称之为管板式热交换器。
结构比较简单,重量轻,在壳程数相同的条件下可排的管数多。
但是他的壳程不能检修和清洗,因此宜于流过不宜结垢和清洁的流体,当管束与壳体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。
从而发生流体的泄漏。
为避免后患可在外壳上装设膨胀节,但它只能减小而不能完全消除由于温差引起的热应力。
这种方法不能照顾到管子的相对移动。
(2)U形管式热交换器:管束由U字形弯管组成。
管子两端固定在同一管板上,弯曲端不加固定,使每根管子具有自由伸缩的余地而不受其他管子及壳体的影响。
可将整个管束抽出清洗,但要清除内壁的污垢却比较困难,因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径,因而在制造时需要不同曲率的模子弯管,且使管板的有效利用率降低。
此外,损坏的管子也难于调换,U形管中间部分空间对热交换器的工———————————————————————————————————————————————作有着不利的影响,从而使热的应用受到很大的限制。
(3)浮头式换热器:两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接(为固定端),另一端的管板不与壳体固定连接而可相对于壳体滑动,这一端为浮头端。
管束的热膨胀不受壳体的约束,壳体与管束之间不会因差胀而产生热应力。
需要清洗和检修时,仅将整个固定端抽出即可进行。
它的缺点是:浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积,结果使壳体直径增大,或壳程与管束之间形成了阻力较小的环形通道,部分流体将有此处旁通而不参与热交换过程。
间壁式换热器的类型夹套式换热器发布: 2010-3-17 18:59 | 作者: zhm | 来源: 承压设备博客一、夹套式换热器如图所示,为一夹套式换热器。
这种换热器结构简单,即在反应器(或容和的外部筒体部分焊接或安装一夹套层,在夹套与器壁之间形成密闭的空间,成为一种流体的通道。
夹套式换热器主要用于反应器的加热或冷却。
当蒸气进行加热时,蒸气由上部接管进入夹套,冷凝水由下部接管排出。
如用冷却水进行冷却时,则由夹套下部接管进入,而由上部接管流出。
由于夹套内部清洗比较困难,故一般用不易产生垢层的水蒸气、冷却水等作为载热体。
这种换热器的传热系数较小,传热面又受到容器冷凝液的限制,因此适用于传热量不大的场合。
为了提高其传热性能,可在容器内安装搅拌器,使容器内液体作强制对流。
为了弥补传热面积的不足,还可在容器内加设蛇管等。
当夹套内通冷却水时,可在夹套内加设挡板,这样既可使冷却水流向一定,又可使流速增大,以提高对流传热系数。
二、蛇管式换热器1.沉浸式蛇管换热器如图所示,为一沉浸式蛇管换热器。
蛇管多以金属管弯绕成窗口器的形状,沉浸在容器中的液体内。
两种流体分别在管内、外流动进行热交换。
沉浸式蛇管换热器这种换热器的优点是结构简单,价格低廉,便于防腐,能承受高压。
其主要缺点是管外对流传热系数较小,因而传热系数K值也较小如在容器内加设搅拌器,则可提高传热系数。
2.喷淋式蛇管换热器喷淋式蛇管换热器如图所示,它是用水作为喷淋冷却剂,以冷却管内的热流体,故常称为水冷器。
冷却水从上面的水槽(或分布管)中淋下,沿蛇管表面下流,与管内的热流体进行热交换。
这种设备通常放置在室外空气流通处,冷却水在外部汽化时,可带走部分热量,以提高冷却效果。
它与沉浸式蛇管换热器相比,具有便于检修、清洗和传热效果较好等优点;其缺点是占地较大,喷淋不易均匀,耗水量大。
三、套管式换热器如图所示,为一套管式换热器。
这种换热器是由两种不同直径的管子装成同心套管,每一段直出口-管称为一程,程数根据换热任务和要求确定。
间壁式换热器的操作方法
1.首先将间壁式换热器放置在水平平稳的位置。
根据需要连接进出口管道。
2.打开进出口阀门,将待处理的物质输送至换热器中,同时启动电机。
3.当物质通过换热器时,热量从高温的流体传递到低温的流体中。
在传热的过程中,需要控制流量和温度以便满足特定的需求,通常使用温度和压力传感器进行监测和控制。
4.待处理物质在换热器内部经过多次循环和传热,最终通过出口管道输出,并结束整个换热过程。
5.当结束操作后,将进出口阀门关闭,并停止电机运行。
清洗和维修时,需要先拆卸换热器,并根据不同的情况进行清洗或维修操作。
间壁式换热器的类型间壁式换热器的特点是冷、热两流体被固体壁面隔开,不相混合,通过间壁进行热量的交换。
此类换热器中,以列管式应用最广,本节将作重点介绍。
其它常用的间壁式换热器简介如下:一、管式换热器(一)蛇管式换热器蛇管式换热器可分为两类。
1)沉浸式蛇管换热器蛇管多用金属管子弯制而成,或制成适应容器要求的形状,沉浸在容器中。
两种流体分别在蛇管内、外流动而进行热量交换。
几种常用的蛇管形式如图4—40所示。
这种蛇管换热器的优点是结构简单,价格低廉,便于防腐蚀,能承受高压。
主要缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多,故管外流体的 较小,因而总传热系数K值也较小。
若在容器内增设搅拌器或减小管外空间,则可提高传热系数。
2)喷淋式换热器喷淋式换热器如图4-41所示。
它多用作冷却器。
固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上,热流体在管内流动,自下部的管进入,由上部的管流出。
冷水由最上面的多孔分布管(淋水管)流下,分布在蛇管上,并沿其两侧下降至下面的管子表面,最后流入水槽而排出。
冷水在各管表面上流过时,与管内流体进行热交换。
这种设备常放置在室外空气流通处,冷却水在空气中汽化时可带走部分热量,以提高冷却效果。
它和沉浸式蛇管换热器相比,还具有便于检修和清洗、传热效果也较好等优点,其缺点是喷淋不易均匀。
图4-40 蛇管的形状图4-41 喷淋式换热器1-弯管 2-循环泵 3-控制阀在沉浸式换热器的容器内,流体常处于不流动的动态,因此在某瞬间容器内各处的温度基本相同,而经过一段时间后,流体的温度由初温t1变为终温t2,故属于非定态传热过程。
(二)套管式换热器套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管,然后用180°的回弯管将多段套管串联而成,如图4-42所示。
每一段套管称为一程,程数可根据传热要求而增减。
每程的有效长度为4~6m,若管子太长,管中间会向下弯曲,使环形中的流体分布不均匀。
套管换热器的优点为:构造简单;能耐高压;传热面积可根据需要而增减;适当地选择管内、外径,可使流体的流速较大;且双方的流体作严格的逆流,都有利于传热。