各種換熱器的原理及應(yīng)用
摘 要：換熱器的種類極多，本文就幾種常用的換熱器的原理及應(yīng)用進(jìn)行淺析，比較它們的優(yōu)越性，推薦其應(yīng)用范圍。本文重點(diǎn)介紹了板式換熱器，管殼式換熱器和全焊接板殼換熱器3種。
關(guān)鍵詞：換熱器；應(yīng)用行業(yè)
| 隨著科技高速發(fā)展的今天，換熱器已廣泛應(yīng)用國(guó)內(nèi)各個(gè)生產(chǎn) | 污垢層，金屬壁的熱阻相對(duì)較小.管式換熱器增加流體的流速和擾 |
| 領(lǐng)域，換熱器跟人們生活息息相關(guān)。換熱器顧名思義就是用來熱 | 動(dòng)性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。但增加流體流速 |
| 交換的機(jī)械設(shè)備。有氣體-氣體交換，氣體-液體交換，液體-液體 | 會(huì)使能量消耗增加，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在減小熱阻和降低能耗之間作合 |
| 交換這幾種。就是一種介質(zhì)熱能降低，另一種介質(zhì)熱能增多，達(dá) | 理的協(xié)調(diào)。 |
| 到熱平衡，符合Q（吸） =Q（放）的熱平衡公式。換熱器的種類 | 為了降低污垢的熱阻，可設(shè)法延緩污垢的形成，并定期清洗 |
| 很多，本文就板式換熱器，管殼式換熱器和全焊接板殼換熱器3種 | 傳熱面。管式換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼 |
| 進(jìn)行論述。 | 大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕 |
| 一、板式換熱器 | 條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其 |
| 板式換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊，組裝方便，占地面積小，傳 | 合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件下；非金屬 |
| 熱系數(shù)高的熱交換設(shè)備。當(dāng)雷諾數(shù)為200時(shí)，就能達(dá)到湍流狀 | 材料除制作墊片零件外，有些已開始用于制作非金屬材料的耐蝕 |
| 態(tài)，熱系數(shù)可達(dá)4000-7000W/M2℃，是同等流速的管殼式換熱 | 換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。 |
| 器的3至5倍。設(shè)計(jì)上是軟硬結(jié)合的熱混合的設(shè)計(jì)技術(shù)，不同的 | 三、 管式換熱器按不同方式不同分類 |
| 波紋面的孿生軟硬板，根據(jù)不同的要求，可以組合不同的阻力 | 1. 固定管板式。固定管板式換熱器的兩端管板和殼體制成一 |
| 的流道，從而使傳熱達(dá)到最優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)合理化。其最 | 體，當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，在外殼的適當(dāng)位置上焊上一個(gè)補(bǔ) |
| 大的缺點(diǎn)是由于組合件是有橡膠密封，承壓有極限，不能應(yīng)用 | 償圈，或膨脹節(jié)。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢 |
| 相對(duì)高壓的環(huán)境中。由于板片之間交叉成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，要求其運(yùn) | 的彈性變形來補(bǔ)償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 |
| 行的介質(zhì)分子的顆粒要有一定的范圍，不然很容易堵塞，由于 | 造價(jià)低廉、殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈且不易結(jié)垢的 |
| 獨(dú)特的組合形式，泄露時(shí)維修極其方便，更換配件簡(jiǎn)單，所以 | 物料。 |
| 大多行業(yè)用量較大，例如集中供熱行業(yè)、輕工、石油、化工食 | 2. U形管式 。U形管式換熱器每根管子均彎成U形，流體進(jìn)、 |
| 品等多個(gè)行業(yè)。 | 出口分別安裝在同一端的兩側(cè)，封頭內(nèi)用隔板分成兩室，每根管 |
| 二、管殼式換熱器 | 子可自由伸縮，來解決熱補(bǔ)償問題。特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕， |
| 管殼式換熱器是一種設(shè)計(jì)復(fù)雜制造工藝繁瑣的換熱設(shè)備， | 適用于高溫和高壓的場(chǎng)合。管程清洗困難，管程流體必須是潔凈 |
| 在壓力容器的制造過程中，必須遵守相應(yīng)的章程和制度，管板的 | 和不易結(jié)垢的物料。 |
| 厚度，殼體的厚度都得符合GB6654-1996和GB713-1997的相應(yīng)標(biāo) | 3. 浮頭式。換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱 |
| 準(zhǔn)，不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T4237-2007的水平，換熱管的設(shè)計(jì)也 | 浮頭。管子受熱時(shí)，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消 |
| 要根據(jù)腐蝕程度，抗壓能力上做嚴(yán)格的選擇。其在運(yùn)行的過程中 | 除了溫差應(yīng)力。特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，便于清洗和檢修，完 |
| 流體的相對(duì)流向一般有順流和逆流2種。順流時(shí)，入口處兩流體的 | 全消除溫差應(yīng)力，應(yīng)用普遍。但就其安裝要有一定的空間，占地 |
| 溫差最大，并沿傳熱表面逐漸減小，至出口處溫差為最小。逆流 | 面積大，使用于壽命較長(zhǎng)冶金，焦化等要求熱交換率低的場(chǎng)所。 |
| 時(shí)，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。 | 四、全焊接板殼式換熱器 |
| 在冷、熱流體的進(jìn)出口溫度一定的條件下，當(dāng)兩種流體都無 | 全焊接板殼式換熱器集管殼式換熱器和板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)于 |
| 相變時(shí)，以逆流的平均溫差最大順流最小管式換熱器在完成同樣 | 一身，體積小傳熱大于3489 W/M2℃，比傳統(tǒng)的管式換熱器高2至4 |
| 傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面 | 倍，比板式換熱器高1.2倍，全焊接板殼換熱器采用波紋板為傳熱 |
| 積減小；若傳熱面積不變，采用逆流時(shí)可使加熱或冷卻流體的消 | 元件，板束板片間用專用的程控自動(dòng)氬弧焊焊接，板束裝在壓力 |
| 耗量降低。前者可節(jié)省設(shè)備費(fèi)，后者可節(jié)省操作費(fèi)，故在設(shè)計(jì)或 | 殼內(nèi)，波紋板片具有靜攪拌作用，能在很低數(shù)下形成湍流，在氣 |
| 生產(chǎn)使用中應(yīng)盡量采用逆流換熱。管式換熱器當(dāng)冷、熱流體兩者 | 液兩相流工況中，全焊接板殼式換熱器的靜攪拌作用阻止介質(zhì)折 |
| 或其中一種有物相變化（沸騰或冷凝）時(shí)，由于相變時(shí)只放出或 | 流翻轉(zhuǎn)造成的氣液兩相分離?？烧嬲龑?shí)現(xiàn)純逆流，于管殼式換熱 |
| 吸收汽化潛熱，流體本身的溫度并無變化，因此流體的進(jìn)出口溫 | 器相比冷端及熱端溫差小，可回收熱量。其結(jié)構(gòu)緊湊質(zhì)量輕無密 |
| 度相等，這時(shí)兩流體的溫差就與流體的流向選擇無關(guān)了。 | 封膠墊，不容泄露，維修清洗簡(jiǎn)便。全焊接板殼式換熱器是目前 |
| 除順流和逆流這兩種流向外，還有錯(cuò)流和折流等流向。管式 | 國(guó)際上最先進(jìn)的換熱器高效節(jié)能，適合煉油化工，化肥，冶金及 |
| 換熱器在傳熱過程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱 | 環(huán)保及大型化裝置使用。由于其既有板式換熱器的特點(diǎn)，也有管 |
| 系數(shù)是一個(gè)重要的問題。熱阻主要來源于間壁兩側(cè)黏滯于傳熱面 | 殼式換熱氣的優(yōu)越，制造可節(jié)約成本。 |
| 上的流體薄層（稱為邊界層），和換熱器使用中在壁兩側(cè)形成的 | 這3種換熱器的應(yīng)用范圍有所不同，在選用上要根據(jù)實(shí)際進(jìn) |
| 行比對(duì)，力爭(zhēng)做到能夠達(dá)到理想效果。 |