换热器原理与设计复习重点

表示由于存在湿交换而增大了换热量，其值大小直 接反映了表冷器上凝结水析出的多少。 5、表冷器的热交换效率（P177）及接触系数（P178）的含义？ 表冷器的热交换效率定义式 ：ε1=
t1 t 2 t1 tw1
dQt i ib dQ c p (t tb )
t1 --处理前空气的干球温度，℃
9、冷却塔特性数及冷却数的含义 冷却塔特性数 N’
P208
冷却数 N 表示水温从 t1 降到 t2 所需要的特征数数值，它代表冷却 负荷的大小。
10、若某冷却塔足够高，其入塔空气干球温度为 20℃，湿球温度为 16℃，入塔水温为 60℃，液气比很小，则出塔水温为多少？若入塔 空气湿度增大，其他条件均不变，则出塔水温怎么变？（上升，下降 或不变）为什么？
η2=1- t 2 ts2
t1 ts1
7、喷淋室计算的主要原则
P200
(1)该喷淋室能达到的η1 应该等于空气处理过程需要的η1 （2）该喷淋室能达到的η2 应该等于空气处理过程需要的η2 （3）该喷淋室喷出的水能够吸收（或放出）的热量应该等于空气失 去的（或得到）的热量。
8、冷却塔内热质交换的基本方程（用语言描述）有哪些？ Merkel 焓差方程 水气热平衡方程 式（7-19） 式（7-22） P206 P207
同进入扩散管， 在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。 d、混合式冷凝器一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝，最 后得到的是水与冷凝液的混合物，或循环使用，或就地排放。
2、湿式冷却塔可分为哪几类？各类型的特点是什么？ 解：湿式冷却塔可分为： （1）开放式冷却塔（2）风筒式自然冷却塔 （3）鼓风逆流冷却塔（4）抽风逆流冷却塔、抽风横流冷却塔 a、开放式冷却塔是利用风力和空气的自然对流作用使空气进入冷却 塔， 其冷却效果要受到风力及风向的影响， 水的散失比其它形式的 冷却塔大。 b、 风筒式自然冷却塔中利用较大高度的风筒， 形成空气的自然对流作 用，使空气流过塔内与水接触进行传热，冷却效果较稳定。 c、鼓风逆流冷却塔中空气是以鼓风机送入的形式， 而抽风冷却塔中 空气是以抽风机吸入的形式，鼓风冷却塔和抽风冷却塔冷却效果 好，稳定可靠。 3、影响喷淋室热质交换的结构因素 P196 （1）喷嘴排数（2）喷嘴密度（3）喷嘴方向（4）排管间距（5）喷 嘴孔径（6）空气与水的初参数

换热基础必学知识点
1. 热传导：热传导是指通过物质内部的分子碰撞传递热量的现象。

物质的热传导性质取决于其导热系数和传热截面积。

2. 热对流：热对流是指通过流体的对流传递热量的现象。

流体的热对流性质取决于其传热系数和流体的流动速度。

3. 热辐射：热辐射是指物体通过辐射方式传递热量的现象。

热辐射不需要介质传递，可以在真空中传递热量。

4. 导热系数：导热系数是描述物质传导热量能力的物理量，表示单位时间内单位面积上的热量传递量。

导热系数越大，物体传导热量的能力越强。

5. 传热截面积：传热截面积是指传热过程中传热介质与边界之间接触的表面积。

传热截面积越大，热量传递的速度越快。

6. 传热系数：传热系数是描述传热过程中导热介质与边界之间热量传递能力的物理量，表示单位时间内单位面积上的热量传递量。

传热系数与传热介质的性质和流体流动状态有关。

7. 热阻：热阻是指阻碍热量传递的物理量。

热阻与介质的导热系数、传热截面积和传热路径长度有关，热阻越大，热量传递的难度越大。

8. 单位传热面积的传热率：单位传热面积的传热率是指单位时间内单位传热面积上的热量传递量。

传热率与传热系数和温度差有关。

9. 热平衡：热平衡是指在热传递过程中，两个或多个物体之间温度达
到一致的状态。

在热平衡状态下，热传递停止。

10. 热力学第一定律：热力学第一定律（能量守恒定律）是指能量在物体间转化和传递的过程中，能量的总量保持不变。

热量是能量的一种形式，因此热量的传递符合能量守恒定律。

绪论1.2.热交换器的分类：1）按照材料来分：金属的，陶瓷的，塑料的，是摸的，玻璃的等等2）按照温度状况来分：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的温度不随时间而变；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改变。

3）按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式，逆流式，错流式，混流式4）按照传送热量的方法来分：间壁式，混合式，蓄热式恒在壁的他侧流动，两种流体不直接接触，热量通过壁面而进行传递。

过时，把热量储蓄于壁内，壁的温度逐渐升高；而当冷流体流过时，壁面放出热量，壁的温度逐渐降低，如此反复进行，以达到热交换的目的。

第一章1.Mc1℃是所需的热量，用W表示。

两种流体在热交换器内的温度变化与他们的热容量成反比；即热容量越大，流体温度变化越小。

2.W—对应单位温度变化产生的流动流体的能量存储速率。

4.顺流和逆流情况下平均温差的区别：在顺流时，不论W1、W2值的大小如何，总有μ＞０，因而在热流体从进口到出口的方向上，两流体间的温差△t总是不断降低；而对于逆流，沿着热流体进口到出口方向上，当W1＜W2时，μ＞０，△t不断降低，当W1＞W2时，μ＜０，△t不断升高。

5.P（定义式P12）物理意义：流体的实际温升与理论上所能达到的最大温升比，所以只能小于1。

6.R—冷流体的热容量与热流体的热容量之比。

（定义式P12）7.从φ值的大小可看出某种流动方式在给定工况下接近逆流的程度。

除非处于降低壁温的目的，否则最好使φ＞0.9，若φ＜0.75就认为不合理。

（P22 例1.1）8.所谓Qmax是指一个面积为无穷大且其流体流量和进口温度与实际热交换器的流量和进口温度相同的逆流型热交换器所能达到的传热量的极限值。

9.实际传热量Q与最大可能传热量Qmax=Q/Qmax。

意义：以温度形式反映出热、冷流体可用热量被利用的程度。

10.根据ε的定义，它是一个无因次参数，一般小于1。

其实用性在与：若已知ε及t1′、t2′时，就可很容易地由Q=εW min(t1′-t2′)确定热交换器的实际传热量。

换热器基础必学知识点
以下是换热器基础的一些必学知识点：
1. 热传导：介质中的热能通过分子间的碰撞传递的现象，即由高温区到低温区的传导。

热传导正比于温度梯度和介质的热导率。

2. 对流传热：介质周围的流体通过对流现象将热能传递出去。

对流传热正比于流体的流速、温度差和传热系数。

3. 辐射传热：通过辐射形式将热能传递出去，不需要介质的存在。

辐射传热正比于表面的辐射率、温度差和黑体辐射功率。

4. 传热方程：换热器中的传热可以通过传热方程来描述，常用的传热方程有热传导方程（Fourier定律）和对流换热方程（Newton冷却定律）。

5. 传热系数：描述换热器界面传热能力的物理量，是传热率与温度差之间的比例关系。

传热系数决定了传热的效率和速率。

6. 换热器类型：常见的换热器类型有壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等，根据不同的工艺需求选择适合的换热器类型。

7. 换热器设计：换热器的设计要考虑流体流量、温度差、传热系数、换热面积等因素，并进行热力学和动力学计算。

8. 热媒介选择：根据不同的工艺要求选择适合的热媒介，并考虑其传热性能、耐腐蚀性和成本等因素。

9. 损失：换热器中存在一定的传热损失，包括壁面传热损失、传热介质的流动损失和泄漏损失等，需要进行合理的设计和控制。

10. 性能评价：换热器的性能评价包括换热效率、效果、能耗等指标的考核和比较，以提高换热器的工作效率和经济性。

以上是换热器基础必学的知识点，掌握了这些知识可以更好地理解和应用换热器的原理和设计。

换热器网络综合知识点总结一、换热器的工作原理换热器的基本工作原理是利用两种或多种不同温度的物质间的热传递，使其温度相等或接近的过程。

通过换热器，热能可以从一个物体传递到另一个物体，从而实现加热或降温的目的。

换热器可以实现的热传递方式包括传导、对流和辐射。

传导是指热量通过固体或流体中分子的直接传递，而对流是指热量通过流体的运动传递。

辐射则是指热量通过电磁波传递。

在换热器中，通常会同时存在传导、对流和辐射的热传递方式。

二、换热器的分类根据不同的工作原理和结构特点，换热器可以分为许多种类。

常见的换热器包括壳管换热器、板式换热器、管板换热器等。

壳管换热器是一种常见的换热器类型，它由壳体和管束组成。

壳体内装有多根管子，通过管子内流体的流经实现热交换。

壳管换热器的结构简单，适用范围广泛，在工业生产中应用较为广泛。

板式换热器是另一种常见的换热器类型，它由许多平板组成。

通过板与板之间的接触实现热交换。

由于其结构紧凑，换热效率高，板式换热器在一些特殊的工况下有着独特的应用优势。

除了壳管换热器和板式换热器外，还有许多其他种类的换热器，如管板换热器、螺旋板换热器、换向换热器等。

每种换热器都有其适用的工况和特点，需要根据具体的使用需求选择合适的换热器类型。

三、换热器的性能参数换热器的性能参数是评价换热器性能优劣的重要指标，主要包括传热系数、热负荷、热效率等。

这些性能参数直接影响到换热器的工作效果和能耗。

传热系数是换热器的重要性能参数之一，它反映了换热器单位面积上的热交换能力。

传热系数越大，换热器的传热效率就越高。

传热系数受到流体性质、流体流动状态、换热器结构等多种因素的影响，通过对这些因素的分析和优化，可以提高传热系数，提高换热器的传热效率。

热负荷是换热器的另一个重要性能参数，它反映了换热器所能处理的热量大小。

热负荷越大，换热器所能处理的热量就越多。

换热器的热负荷受到换热器结构、流体流动状态、入口温度等因素的影响，通过对这些影响因素的控制和优化，可以提高换热器的热负荷，提除了传热系数和热负荷外，换热器的热效率、压降、耐腐蚀性等性能参数也是评价换热器性能优劣的重要指标，针对这些性能参数进行研究和优化，可以提高换热器的工作效果和使用寿命。

例如 对于壳侧为一个流程、管程为偶数流程的壳管式热交换器， 其 值为：（推导得出）
两种流体中只有一种横向混合的错流式热交换器，其 值为：
能源与动力工程教研室
对于某种特定的流动形式， 是辅助参数P、R的函 数 f ( P, R) 该函数形式因流动方式而异。
对于只有一种流体有横向混合的错流式热交换器， 可将辅助参数的取法归纳为：
t m ,算术
t max t min 2
使用条件：如果流体的温度沿传热面变化不大， 范围在
t max 2 内可以使用算数平均温差。 t min
能源与动力工程教研室
算术平均与对数平均温差
t m ,算术
t max t min 2
t m ,对数
t max t min t max ln t min
R 1 t t 2 2 1 P ln 1 PR
的函数
t1m,c
能源与动力工程教研室
为了简化 的计算，引入两辅助参数：
t 2 t2 p t2 t1
t1 t1 R t 2 t2

冷流体的加热度 两种流体的进口温差
能源与动力工程教研室
1.2 平均温差
1.2.2 顺流和逆流情况下的平均温差
简单顺流时的对数平均温差 假设：
(1)冷热流体的质量流量qm2、qm1 以及比热容c2, c1是常数； (2)传热系数是常数；
(3)换热器无散热损失； (4)换热面沿流动方向的导热量 可以忽略不计。 下标1、2分别代表热冷流体。 上标1撇和2撇分别代表进出口
能源与动力工程教研室
在假设的基础上，并已知冷热流体的 进出口温度，现在来看图中微元换热 面dA一段的传热。温差为：

最全面的板式换热器知识（原理、结构、设计、选型、安装、维修）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。

各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。

板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。

它具有换热效率高、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。

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板式换热器基本结构及运行原理板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。

钎焊换热器结构板式换热器主要结构⒈板式换热器板片和板式换热器密封垫片⒉固定压紧板⒊活动压紧板⒋夹紧螺栓⒌上导杆⒍下导杆⒎后立柱由一组板片叠放成具有通道型式的板片包。

两端分别配置带有接管的端底板。

整机由真空钎焊而成。

相邻的通道分别流动两种介质。

相邻通道之间的板片压制成波纹。

型式，以强化两种介质的热交换。

在制冷用钎焊式板式换热器中，水流道总是比制冷剂流道多一个。

图示为单边流，有些换热器做成对角流，即：Q1和Q3容纳一种介质，而Q2和Q4容纳另一种介质。

板式换热器所有备件都是螺杆和螺栓结构，便于现场拆卸和修复。

运行原理板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器,构造包括垫片、压紧板（活动端板、固定端板）和框架（上、下导杆，前支柱）组成，板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷/热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换，以达到用户所需温度。

每块板片四角都有开孔，组装成板束后形成流体的分配管和汇集管，冷/热介质热量交换后，从各自的汇集管回流后循环利用。

换热原理：间壁式传热。

单流程结构：只有2块板片不传热－头尾板。

双流程结构：每一个流程有3块板片不传热。

板片和流道通常有二种波纹的板片(L 小角度和H 大角度)，这样就有三种不同的流道(L,M 和H)，如下所示：L：小角度由相邻小夹角的板片组成的通道。

换热器原理与设计教学大纲
1. 教学目的
换热器是化工、环保、能源等领域中非常重要的设备之一。

本课程旨在使学生具备以下能力和知识：
1.熟悉换热器的分类、原理和性能指标；
2.掌握换热器的设计方法和流程；
3.了解换热器的运行和维护。

2. 教学内容
1.换热器基础知识
–换热器的分类和结构
–换热器的热传导和热阻
–换热器的性能指标
2.换热器设计基础
–换热器的热力学计算
–换热器的流量计算
–换热器的传热面积计算
3.换热器设计实例
–不同类型换热器的设计案例
–换热器的成本分析
4.换热器的应用
–换热器在工业领域的应用
–换热器在能源领域的应用
–换热器在环保领域的应用
3. 教学方法
本课程采用讲授、案例分析、实验教学等多种方式，讲解换热器理
论和技术。

并通过分组或个人设计一定规模的换热器项目，盘点在换
热器设计上的种种流程问题，从而使学生更好地了解换热器的相关知
识和技术。

4. 教学评价
1.科目考核分为期中试和期末试，期末试占总评的70%。

2.实验分为实验报告和上机实验两个部分，共占总评的30%。

3.期末考试内容包括知识点的选择和设计题，以及标准的换
热器项目设计。

5. 参考书目
1.《化工传热学》（高等教育出版社）
2.《换热器设计》（化学工业出版社）
3.《传热学》（科学出版社）。

换热器设计知识点换热器是一种广泛应用于工业领域的设备，用于实现不同流体之间的热量传递。

它的设计是一项复杂的工作，需要考虑多个因素和知识点。

本文将介绍换热器设计中常用的一些知识点，并探讨它们的应用。

一、热传导与对流传热换热器的主要功能是通过热传导和对流传热来实现热量的交换。

热传导是指通过固体介质的分子振动和碰撞使得热量传递的过程。

对流传热则是通过流体的对流运动来实现热量的传递。

在换热器设计中，我们需要考虑热传导和对流传热的传热系数。

传热系数与换热器设计的效率密切相关，因此需要合理选择换热介质、设计换热器的结构和形状，以最大程度地提高传热系数。

二、换热器的热负荷计算在进行换热器设计之前，首先需要计算换热器的热负荷。

热负荷是指单位时间内热量传递的量，可以通过测量流体的温度、流量和热容来计算。

在进行热负荷计算时，需要考虑流体的物性参数、流体的传热特性以及流体在换热过程中的温度变化。

通过合理的计算方法和模型，可以得出准确的热负荷值，为换热器的设计提供基础数据。

三、传热表面积的确定传热表面积是指用于热量交换的有效表面积，是换热器设计中的重要参数。

在确定传热表面积时，需要考虑热负荷、传热系数以及流体的速度等因素。

为了提高传热效率，需要在保证传热表面积足够的前提下，尽量减小换热器的体积。

因此，在换热器设计中，需要根据实际情况和要求，选择合适的表面积大小，以实现最佳的换热效果。

四、流体流动与阻力损失流体流动是换热器设计中的重要考虑因素之一。

流体的流动情况直接影响了热传导和对流传热的效率。

在换热器的设计中，我们需要考虑流体的流速、流道的形状和结构以及流体在流动过程中的阻力损失。

通过合理的设计，可以实现流体的顺畅流动，并尽量减小阻力损失，提高整个系统的效率。

五、材料的选择与耐久性考虑在换热器设计中，材料的选择是至关重要的。

换热器需要能够承受高温、高压以及化学腐蚀等不同的工作环境。

因此，在选择换热器的材料时，需要考虑材料的热传导性能、耐腐蚀性能以及机械强度等因素。

热交换器原理与设计期末复习重点10绪论一、定义1、热交换器：在工程中，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。

2、换热过程：在炼油、化工生产以及绝大多数工艺过程中都有加热、冷却和冷凝过程。

3、注意：在热交换器中至少有两种流体参加换热。

一种流体温度较高，放出热量，另一种流体温度较低，吸收热量。

二、热交换器在工程中广泛应用1、锅炉设备中的：过热器、省煤器、空气预热器；2、电厂热力系统中的：凝汽器、除氧器、给水加热器、冷水塔等；3、制冷工业中：蒸汽压缩式制冷机或吸收式制冷机中的蒸发器、冷凝器；4、冶金工业中高炉中的：热风炉，炼钢和轧钢生产工艺中的空气或煤气预热；5、制糖工业和造纸工业中的：糖液蒸发器和纸浆蒸发器。

三、衡量换热器的指标1、传热效率高（传热系数大）2、结构要紧凑（比表面积：传热面积与换热设备体积之比。

要大）3、要节省材料（比重量：单位体积消耗材料。

要小）4、压力降要小（流动阻力小）5、要求结构可靠、制造成本低、便于安装检修、使用周期长。

四、热交换器的分类1. 按照用途来分类（1）加热器：用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。

（2）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：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。

（4）蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。

（5）再沸器：用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。

为蒸馏过程专用设备。

（6）冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。

（7）冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。

（8）再热器：用于电厂再热循环。

（9）回热器：用于冷凝液的过冷。

（10）省煤器：用于加热锅炉的给水。

2. 按照制造的材料分类（1）金属材料换热器由金属材料加工制成的换热器。

常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。

因金属材料导热系数大，故此类换热器的传热效率高。

（2）非金属材料换热器有非金属材料制成的换热器。

关于热交换器重点知识总结1.什么叫热交换器？在工程中，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。

2.热交换器设计应该满足哪些基本要求？合理实现工艺要求。

热交换强度高，热损失小，在有利的平均温差下工作结构安全可靠。

有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构便于制造、安装、操作和维修。

经济上合理。

保证较低的流动阻力，以减少热交换器的动力消耗设备紧凑。

3.如何能做好全热交换器设计？与传热学的发展相互促进，不可分割多学科交叉：传热学、流体力学、工程力学、材料科学涉及设计方法、设备结构、测试技术、计算和优化技术等对设计者来说，扎实的理论知识+经验4.热交换器的类型有哪些？分类方法：按用途：预热器（加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器。

按制造材料：金属、陶瓷、塑料、石墨、玻璃等。

按温度状况：温度工况稳定、温度工况不稳定。

按冷热流体的流动方向：顺流式（并流式）、逆流式、错流式（叉流式）、混流式。

按传送热量的方法：间壁式、混合式、蓄热式5.热交换器的选型应考虑哪些因素？基本标准：流体类型、操作压力和温度、热负荷和费用等。

对于一定热负荷热交换器的选型考虑因素：热交换器材质；操作压力与温度、温度变化情况、温度推动力；流量；流动方式；性能参数—热效率和压降；结构性；流体种类和相态；维护、检测、清洗、拓展、维修的可能性；总的经济性；加工制造技术；其它的用途6.热交换器的设计计算包括哪些内容？热计算，结构计算，流动阻力计算，强度计算。

7.名词解释间壁式热交换器：两流体分别在一个固体壁面两侧流动，不直接接触，热量通过壁面进行传递。

混合式：或称直接接触式。

两种流体直接接触传热蓄热式：或称回热式。

两种流体分别分时轮流和壁面接触，热量借助蓄热壁面传递沉浸式热交换器结构：这种热交换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。

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。

的面积和传热有效度。 解：首先分别画出顺流、逆流布置的温度分布图
W1=Wmax，W2=Wmin Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5
( ) ε = t' − t" max = t2" − t2' = 32 − 4 = 0.295
t1' − t2'
t1' − t2' 99 − 4
ε = 1 − exp[−NTU (1− Rc )] ⇒ NTU = 0.38
其中：Rc=Wmin/Wmax
相变时，Wmax → ∞; Rc → 0
逆流
ε = 1− exp[−NTU (1− Rc )] 1 − Rc exp[−NTU (1− Rc )]
例题：2.2 温度为 99 °C 的热水进入一个逆流热交换器，将 4 °C 的冷水加热到 32 °C。热水
的流量为 9360kg/h，冷水流量为 4680kg/h，平均传热系数为 830W/(m2 •°C )，试计算热交换器
或更换。 缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。 U 形管式换热器 构造：由 U 字形弯管组成管束，管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定。 优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。 缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。 适用场合：管内流体清洁、不易结垢，高温、高压、耐腐蚀性。 浮头式换热器 构造：管板一端与壳体以法兰实行固定连接，另一端可相对于壳体滑动。 优点：管内和管间清洗方便，不会产生热应力。 缺点：结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在操作中无法检查。 适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易结垢的场合。 填料函式换热器 优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间清洗方便。 缺点：填料处易泄漏。 适用场合：4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料

内部流体间的相对流动形式：顺流、逆流、叉流式换热器。

换热器设计基本步骤与内容：（1）换热器的设计任务：至少包括工作流体的种类及其流量、进出口温度、工作压力等。

允许压降、尺寸、重量，以及其它的设计限制，如价格、材料、可供选择的换热器形式。

（2）换热器的总体布置：先选定换热器的形式、结构和流动形式、所用材料，然后选择传热面的种类。

（3）换热器的热工设计：包括传热计算、压降计算和确定基本尺寸。

（4）换热器的结构设计：根据传热面积的大小确定换热器主要部件和构件的尺寸。

如换热管长度、壳体直径、折流板的数目和尺寸等。

（5）换热器的强度校核：计算换热器各部件尤其是承压部件（如壳体）的应力大小，校对其强度是否在允许范围内。

设计时通常采用我国生产的标准材料核部件，按照国家压力容器标准进行校核。

该部分内容设计机械强度方面的计算，不在本书讨论的范围之内。

1.管壳式工作原理：换热面由许多管子按一定方式排列成的管束构成，管子两端连在管板上形成管内和管外两个分隔的通道。

这种换热器通常用于气体的加热或冷却，气体在管外横向流过；另一种流体从管内流过，为增强气体流过管外的换热，可采用带有翅片的管子。

结构构造平行管束、壳体、箱体设计步骤1. 准备和选型。

2.传热面的初步估算。

3.结构布置4.校核计算。

5.流阻计算6. 强度校核7.绘图并制定有关的技术条件管壳式换热器的基本类型:固定管板式换热器、U型管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器固定管板式换热器:结构：管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，管板与壳体固定在一起。

优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。

缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。

U型管式换热器:构造：由U字形弯管组成管束，管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定。

优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。

缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。

绪论：1.填空：1．按传递热量的方式，换热器可以分为间壁式, 混合式, 蓄热式2. 对于沉浸式换热器，传热系数低，体积大，金属耗量大。

3. 相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器，沉浸式换热器传热系数较低，喷淋式换热器冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿.4.在沉浸式换热器、喷淋式换热器和套管式换热器中，套管式换热器中适用于高温高压流体的传热。

5.换热器设计计算内容主要包括热计算、结构计算流动阻力计算和强度计算6.按温度状况来分，稳定工况的和非稳定工况的换热器7.对于套管式换热器和管壳式换热器来说，套管式换热器金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

2.简答：1.说出以下任意五个换热器，并说明换热器两侧的工质及换热方式答：如上图，热力发电厂各设备名称如下：1．锅炉(蒸发器) *；2．过热器*；3．省煤器* 4．空气预热器*；5．引风机；6．烟囱；7．送风机；8．油箱9．油泵 1 0．油加热器*；11．气轮机；12．冷凝器*；13．循环水冷却培* 14．循环水泵；15．凝结水泵；16．低压加热器*；17．除氧(加热)器*；18．给水泵19．高压加热器·柱!凡有·者均为换热器2．比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器和管壳式换热器的优缺点⑴沉浸式换热器 缺点：自然对流，传热系数低，体积大，金属耗量大。

优点： 结构简单，制作、修理方便，容易清洗，可用于有腐蚀性流体⑵喷淋式换热器：优 点：结构简单，易于制造和检修。

换热系数和传热系数比沉浸式换热器要大，可以用来冷却腐蚀性流体；缺点：冷却水过少时，冷却器下部不能被润湿，金属耗量大，但比沉浸式要小 ⑶套管式换热器：优点：结构简单，适用于高温高压流体的传热。

特别是小流量流体的传热，改变套管的根数，可以方便增减热负荷。

方便清除污垢，适用于易生污垢的流体；缺点：流动阻力大，金属耗量多，体积大，占地面积大，多用于传热面积不大的换热器。

换热器原理知识点总结一、换热器的基本原理（一）热传导和对流传热换热器的换热过程主要涉及到热传导和对流传热两种方式。

热传导是指热量通过物体内部的传递方式，对流传热则是指流体与物体表面发生热量交换的过程。

在换热器中，通过这两种方式实现两种流体之间的热量传递。

（二）换热器的热力学基础换热器的热力学基础主要涉及热平衡、温度差、热传导等概念。

在换热器中，不同流体之间必须达到热平衡，即两种流体的温度相等。

换热器的有效性取决于流体之间的温差，温差越大，热量传递效率越高。

此外，热传导是换热的主要方式之一，它取决于物体的热导率、厚度和传热面积等因素。

二、换热器的分类（一）按换热方式分类按照换热方式的不同，换热器可以分为直接接触换热器和间接换热器。

直接接触换热器是指两种流体直接接触并交换热量，常见的有冷凝器和蒸发器；间接换热器则是指通过换热表面将两种流体的热量传递，常见的有管壳式换热器和板式换热器等。

（二）按换热器结构分类换热器的结构形式有很多种，常见的包括管式换热器、壳管式换热器、板式换热器、螺旋板片换热器等。

不同的结构形式适用于不同的工艺条件和换热要求。

（三）按换热性能分类换热器的性能可分为传热效率、压降、热应力等，这些性能指标对换热器的运行稳定性、能效和安全性有重要影响。

传热效率是衡量换热器性能的重要指标，不同的流体、流速、换热面积等因素都会影响传热效率。

三、换热器的性能参数（一）传热系数传热系数是衡量换热器性能的重要参数之一，它表示单位时间内单位换热面积上的传热量。

传热系数的大小直接影响着换热效率和设备尺寸，传热系数越大，换热器的性能越好。

（二）压降压降是指流体在换热器中通过程中的压力损失，它与设备的阻力、流体速度、管道布局等因素有关。

理想的换热器应该具有较小的压降，以降低能耗和提高设备效率。

（三）换热面积换热面积是指换热器传热表面的总面积，它是决定传热效率的重要因素之一。

通过增加换热面积可以提高传热效率，但也会增加设备成本和维护难度。

换热器原理与设计解答题(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.按传热过程分类,换热器有几类各自的特点是什么(1)直接接触式换热器，也叫混合式换热器(2)周期流动式换热器，也称蓄热式换热器，借助于由固体制成的蓄热体交替地与热流体和冷流体接触。

优点：① ~③ P2主要缺点：①②P2(3)间壁式换热器，也称表面式换热器，冷热流体被一个固体壁面隔开，互不接触，热量通过固体壁面传递。

应用最多(4)液体耦合间接式换热器：系统由两台间壁式换热器组成，通过某种传热介质(如水或液态金属)的循环耦合在一起。

主要优点：①② P42. 换热器常用哪些材料制造金属材料换热器：碳钢、不锈钢、铝、铜、镍及其合金等非金属材料换热器：石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等。

稀有金属换热器可解决高温、强腐蚀等换热问题，但材料价格昂贵使应用范围受到限制。

钛应用较，钽、锆等应用较少。

3.对腐蚀性介质,可选用什么材料换热器非金属材料换热器：石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等4.管壳式换热器特点，常用类型优点：管壳式换热器具有易于制造、成本较低、清洗方便、适应性强、处理量大、工作可靠以及选材范围广等特点,且能适用于高温高压的工况。

缺点：存在壳程流动死区、壳程压力损失较大、容易结垢以及容易发生管束诱导振动等5.间壁式换热器的特点,常用有哪些类型P2 – P36.对两种流体参与换热的间壁式换热器,其基本流动式有哪几种说明流动形式对换热器热力工作性能的影响.(1)顺流式或称并流式，其内冷、热两种流体平行地向着同一方向流动.(2)逆流式，两种流体也是平行流动，但它们的流动方向相反。

(3)叉流式或称错流式，两种流体的流动方向互相垂直交叉.(4)混流式，两种流体在流动过程中既有顺流部分，又有逆流部分。

当冷、热流体交叉次数在四次以上时，可根据两种流体流向的总趋势，将其看成逆流或顺流.顺流和逆流可以看作是两个极端情况。