螺旋折流板换热器幻灯片

在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和 抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板 有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。 这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修 困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。

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套管式换热器
• 套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面 的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动 (或同向)以达到换热的效果。 • 以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套 在一起组成同心套管，每一段套管称为“一程“，程的内管（传热管） 借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上（图中1）。 热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体（A 流体）由上部引入，而冷流体（B流体）则由下部引入。套管中外管 的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接，便 于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4～7米。这种换热 器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。当内外管壁温差 较大时，可在外管设置U形膨胀节（图中2）或内外管间采用填料函滑 动密封，以减小温差应力。管子可用钢、铸铁、铜、钛、陶瓷、玻璃 等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。
换热器
换热器的分类
• • • • • 一按照工作原理或传热方式分类 直接接触式换热器 蓄热式换热器 间壁式换热器 中间载热体式换热器
直接接触式换热器
• 这类换热器又称混合式换热器，如图所示，它是利用冷、热流体直接接触， 彼此混合进行换热的换热器。如冷却塔、冷却冷凝器等。为了增加两流体的 接触面积，以达到充分换热，在设备中常放置填料和格栅板，通常采用塔状 结构。直接接触式换热器具有传热效率高、单位容积提供的传热面积大、设 备结构简单、价格便宜等优点，但仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。
蓄热式换热器
• 蓄热式换热器通过多孔填料或基质的短暂能量储存，将热量从一种流 体传递到另外一种流体。首先，在习惯上称为加热周期的时间内，热 气流流过蓄热式换热器中的填料，热量从气流传递到填料，气流温度 降低。在这个周期结束时，流动方向进行切换，冷流体流经蓄热体。 在冷却周期，流体从蓄热填料吸收热量。因此，对于常规的流向变换， 蓄热体内的填料交替性的与冷热流体进行换热，蓄热体内以及气流在 任意位置的温度都不断随时间波动。启动后，经过数个切换周期，蓄 热式换热器进入稳定运行时状态，蓄热体内某一位置随时间的波动在 相继的周期内都是相同的。从运行的特性上很容易区分蓄热式换热器 和回热式换热器，回热式换热器中两种流体的换热是通过各个位置的 固定边界进行的，在稳定运行时换热器的内的温度只与位置有关，而 在蓄热式换热器热量的传递都是动态的，同时依赖于位置和时间。

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相邻折流板周向少量重叠
相邻2 块折流板要在外圈首尾相接, 特别推荐将折 流板直边稍稍放宽, 使相邻2 块板在首尾相接时周 向有少量重叠。这一方面是由于通常正三角形排 列布置管孔的方案中相邻两列管子之间的间距较 小, 这样可以留出钻孔边。另一方面, 少量重叠也 有利于减小在2 块相邻的折流板处的漏流。相邻2 块折流板连接处有三角区, 称为V 型缺口, 一般认 为这是无奈的负面结果, 其实此缺口不一定是坏 事。根据流动分析, 壳侧流体沿螺旋折流板呈总 体螺旋流动时, 在离心力作用下流体将向外围流 动, 中心部分流体将变少, 尽管随后产生的径向压 差以及外圈路程远、阻力大的状况使流体产生向 心的二次流动可部分平衡这样的离心流动。相邻 折流板首尾在外圈连接的方案中, 壳侧流体通过 相邻两组折流板交接处的V 形缺口时的流动方向 是使部分流体又返回上一层, 客观上可以增大中 心部分的流速, 起到增强中心区域传热的作用。
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适合正三角形布管管束的方案
正方形排 列管束
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对于正 三角形排列 管束怎么办？
正三角形 排列管束
10Leabharlann 相关类比2015-7-7
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东南大学陈亚平教授提出适合正三角形排列布管的三分螺旋折流板方案
a. 1/3 分区布管;
b. 中心无管位;
c. 中心布管周向重叠
三分螺旋折流板的对称方案投影图
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弓形折流板换热器
传统换热器中最普遍应用的是弓形折流板换热器，由于存在阻流与压 降大、有流动死区、流动阻力较大、易结垢、传热系数较低、传热的平均 温差小、以及在缺口处管束支撑跨距较大，容易诱导管束振动破坏等缺点， 近年来逐渐被螺旋折流板所取代。

研究新型的耐腐蚀、高强度、轻质材 料在换热器中的应用，提高设备的性 能和寿命。
强化传热技术
研究更加高效的传热技术，提高换热 器的传热效率，降低能耗。
智能化控制
研究基于物联网和人工智能技术的智 能化控制策略，实现换热器的智能控 制和管理。
环保设计和制造
研究环保设计和制造技术，减少换热 器对环境的影响，推动可持续发展。
详细描述
换热器的基本结构包括壳体、传热管、管板、折流板和进出口接管等部分。其工作原理是利用两种流 体之间的温差，通过传热面进行热量交换。当热流体通过传热管内的通道时，热量通过管壁传递给冷 流体，使其温度升高或降低，从而实现热量交换。
02
换热器的应用
在化工行业的应用
化学反应过程中的热量交换
在各种化学反应过程中，换热器用于控制反应温度，确保化学反 应的顺利进行。
化工设备(换热器)ppt课件
• 换热器概述 • 换热器的应用 • 换热器的设计与优化 • 换热器的维护与保养 • 新型换热器技术与发展趋势
01
换热器概述
定义与功能
总结词
换热器的定义和功能
详细描述
换热器是一种用于热量交换的化工设备，主要用于将热量从一种流体传递给另 一种流体。它广泛应用于化工、石油、制药等领域，是实现工艺流程中的热量 传递和回收的关键设备之一。
常见故障及排除方法
传热效率下降
可能是由于污垢或沉积物堵塞，需要清洗换热器 表面和内部。
泄漏
可能是由于密封件老化或损坏，需要更换密封件。
振动和噪音
可能是由于设备安装不稳或流体动力学问题，需 要检查设备安装和流体流动情况。
定期检查与维修
定期检查
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按照规定的时间间隔对换热器进行检查，包括外观、密封件、

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(1)固定管板式换热器
1—封头；2—法兰；3—排气口；4—壳体；5—换热管；6—波形膨胀节；7—折流 板（或支持板）；8—防冲板；9—壳程接管；10—管板；11—管程接管；12—隔板； 13—封头；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉杆；18—支座；19—垫片； 20、21—螺栓、螺母
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管壳式换热器的类型
由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度 也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力， 导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体 温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应 力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主 要类型： (1)固定管板式换热器; （2)浮头式换热器; （3)U形管式换热器; （4)填料函式换热器;
（4）冷凝器：蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器冷凝循环回流的设 备。
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（5）蒸发器：专门用于蒸发溶液中水分或者溶剂的设备。 （6）过热器：对饱和蒸汽再加热升温的设备。 （7）废热锅炉：由工艺的高温物流或者废气中回收其热量 而产生蒸汽的设备。
（8）换热器：两种不同温位的工艺物流相互进行热交换能 量的设备。
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3.管壳式换热器(列管式换热器)
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管壳式换热器
• 管壳式换热器是目前用得最为广泛的一种换热器，主要是由壳体、传 热管束、管板、折流板和管箱等部件组成，壳体多为圆筒形，内部放 置了由许多管子组成的管束，管子的两端固定在管板上，管子的轴线 与壳体的轴线平行。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称 为管程流体;另一种在管外流动，称为壳程流体。为了增加壳程流体的 速度以改善传热，在壳体内安装了折流板。折流板可以提高壳程流体 速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。 • 流体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。 图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内 流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。这样 流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。 同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次 通过壳体空间，称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。

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三种传热方式的概括比较
传导和对流传热时的传热速率直接与温度差成正比。 辐射传热时的传热速率则与温度的四次方之差成正比。 传热过程中，传导、对流和辐射往往同时发生。高温 （如500℃以上）时辐射传递的热量在总传热量中会 占较大的比重；较低温度（如300℃以下）对流传热 占显著地位。 传导主要发生在固体物料间。对流传热发生在流体之中。 传导、对流、辐射传热的传热速率都与传热面积直接成 正比。
加热器、冷却器、冷凝器 按用途分类
蒸发器、再沸器
按热交换形式分类
混合式 蓄热式 间壁式2Biblioteka 第2页/共50页冷凝管
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球形冷凝管
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一、列管式热交换器
(1) 结构
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Shell Tubes
Stationary Tubesheet
Shell-and-tube heat exchanger
载热体流向：
蒸汽：上
下
液体：下
上
结构简单，但传热面积较小。
夹套反应釜换热时，传热系数K比较低。
常用于制药、有机合成和食品工业中。
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三、蛇管式热交换器
优点： 结构简单 能承受高压
缺点： 容器内液体湍流程度小 管外给热系数小
换热面积一般小于15m2.m-3。
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为提高传热系数的强化措施：容器内加搅拌器
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能完全吸收辐射能的称为黑体或绝对黑体。 能完全反射辐射能的物体称为镜体或绝对白体。 实际物体只能部分吸收辐射能，通称为灰体。 NOTE： 物料表面越粗糙，则对辐射能的吸收率越高。 颜色与吸收率没有直接关系，许多浅色物体的吸收率 也很高。