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换热器的结构和分类
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:
根据工艺要求,选择适当的换热器类型;
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。
蒸气进口凝水岀口
蒸气进口
凝水岀口
、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
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
1-内管;H卜管; 倔冃憎
? 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。 一种流体在管内流动,其行程称为
管程;另一种流体在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。
根据所采取的温差补偿措施,列管式换热器可分为以下几个型式。
(1)固定管板式
1—列管 2—膨胀节
壳体与传热管壁温度之差大于 50 C,加补偿圈,也称膨胀节,当壳体和管束之间有温差 时,依靠补偿圈的弹性变形来适应它们之间的不同的热膨胀。
特点:结构简单,成本低,壳程检修和清洗困难,壳程必须是清洁、不易产生垢层和腐 蚀的介质。
(2)浮头式
1—分程板(管程隔板) 2—壳程隔板 3—内封头(浮头)
两端的管板,一端不与壳体相连,可自由沿管长方向浮动。当壳体与管束因温度不同 而引起热膨胀时,管束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩,可完全消除热应力。
特点:结构较为复杂,成本高,消除了温差应力,是应用较多的一种结构形式。
(3)U型管式
1—列管 2—隔板
把每根管子都弯成 U形,两端固定在同一管板上,每根管子可自由伸缩,来解决热补 偿问题。
特点:结构较简单,管程不易清洗,常为洁净流体,适用于高压气体的换热。
六、新型高效换热器
1.螺旋板式换热器
焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。换热时,冷、热流体分别进入两条
焊接在一块分隔板上并卷制成螺旋状而构成的。换热时,冷、热流体分别进入两条
通道,在器内作严格的逆流流动。
2.板式换热器1.固定压紧板 2.夹紧螺栓
2.板式换热器
1.固定压紧板 2.夹紧螺栓 3.前端板
4.换热板片 5.密圭寸垫片 6.后端板
7.下导板 8.后支柱 9.活动压紧板
10.上导板
结构紧凑,
占用空间小
很小的
空间即可提供较大的换热面积,不需另外的拆装空间;相同使用环境下,其占地面积和重 量是其他类型换热器的 1/3?1/5。
板翅式换热器
(3 )单元沐
口丿頌沐 在两块平行金属板之间夹入波纹状金属翅 片,两边以侧条密封,组成一个单元体;
将各单元体进行不同的叠集和适当地排列,再用钎焊予以固定,形成逆流、并流和错流的 板翅式换热器组装件(芯部或板束);将带有进、出口的集流箱焊接到板束上。
特点:传热效果更好、结构更为紧凑。
热管式换热器
1—导管 2—吸液芯 3—蒸汽 4—吸热蒸发端
结构及工作原5—保温层 6—放热冷凝端
结构及工作原
理:将一根金属管的两端密封,抽出不凝性气体,充以一定量的某种工作液体而成。当热 管的一端被加热时,工作液体受热沸腾汽化,产生的蒸汽流至冷却端冷凝放出冷凝潜热, 冷凝液沿着具有毛细结构的吸液芯在毛细管力的作用下回流至加
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