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图解种种换热器事情原理和特点【亚博app】

编辑:亚博APP 来源:亚博APP 创发布时间:2021-08-31阅读95852次
  本文摘要:一、换热器1、U形管式换热器每根管子都弯成U形,牢固在同一侧管板上,每根管可以自由伸缩,也是为了消除热应力。

一、换热器1、U形管式换热器每根管子都弯成U形,牢固在同一侧管板上,每根管可以自由伸缩,也是为了消除热应力。性能特点:(1)优点此类换热器的特点是管制可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而发生热应力,热赔偿性能好;管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;承压能力强;管制可从壳体内抽出,便于检验和清洗,且结构简朴,造价自制。(2)缺点是管内清洗未便,管制中间部门的管子难以更换,又因最内层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部门布管不紧凑, 所以管子数不能太多,且管制中心部门存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。

此外,为了弥补弯管后管壁的减薄,直管部门需用壁较厚的管子。这就影响了它的使用场所,仅宜用于管壳壁温相差较大,或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。

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2、沉醉式蛇管换热器沉醉式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器,是间壁式换热器种类之一。凭据管外流体冷却方式的差别,蛇管式换热器又分为沉醉式和喷淋式。(1)优点这是一种古老的换热设备。

它结构简朴,制造、安装、清洗和维修利便,便于防腐,能蒙受高压,价钱低廉,又特别适用于高压流体的冷却、冷凝,所以现代仍获得广泛应用。(2)缺点由于容器体积比管子的体积大得多、粗笨、单元传热面积金属耗量多,因此管外流体的外貌传热系数较小。

为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。3、列管式换热器冷流体走管内,热流体经折流板走管外,冷、热流体通过间壁换热。性能特点:列管式换热器的结构比力简朴、紧凑、造价自制,但管外不能机械清洗。

此种换热器管制毗连在管板上,管板划分焊在外壳两头,并在其上毗连有顶盖,顶盖和壳体装有流体收支口接受。通常在管外装置一系列垂直于管制的挡板。

同时管子和管板与外壳的毗连都是刚性的,而管内管外是两种差别温度的流体。因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀差别,发生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至破坏换热器。

为了克服温差应力必须有温差赔偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为宁静起见,换热器应有温差赔偿装置。但赔偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于60~70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强凌驾0.6MPa时,由于赔偿圈过厚,难以伸缩,失去温差赔偿的作用,就应思量其它结构。

4、螺旋板式换热器由两块相互平行的钢板,卷制成相互离隔的螺旋形流道。螺旋板的两头焊有盖板。冷热流体划分在两流道内流动。性能特点:(1)传热效率高(性能好)一般认为螺旋板式换热器的传热效率为列管式换热器的1~3倍。

等截面单通道不存在流动死区,定距柱及螺旋通道对流动的扰动降低了流体的临界雷诺数,水-水换热时,螺旋板式换热器的传热系数最大可达3000W/(㎡·K)。(2)有效接纳低温热能螺旋板式换热器由两张卷制而成,举行余热接纳,充实使用低温热能。(3)运行可靠性强不行拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面接纳焊接密封,因而具有较高的密封性,保证两种事情介质不混淆。

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(4)阻力小在壳体上的接受接纳切向结构。比力低的压力损失,处置惩罚大容量蒸汽或气体;有自清刷能力,因其介质呈螺旋型流动,污垢不易沉积;清洗容易,可用蒸汽或碱液冲洗,简朴易行,适合安装清洗装置;介质走单通道,允许流速比其他换热器高。(5)可多台组合使用单台设备不能满足使用要求时,可以多台组合使用。

但组适时,必须切合下列划定:并联组合、串联组合,设备和通道间距相同。混淆组合:一个通道并联,一个通道串联。5、喷淋式换热器热流体在裸露的管中流过,冷却水喷淋流过蛇管。性能特点:这种换热器是将换热管成排地牢固在钢架上,热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置匀称淋下,故也称喷淋式冷却器。

喷淋式换热器的管外是一层湍动水平较高的液膜,管外给热系数较沉醉式增大许多。另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部门热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用。

因此,和沉醉式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。6、热管换热器一根密封的金属管子,管内壁笼罩一层有毛细结构质料作成的芯网,其中间是空的。管内装有一定量的热载体(如液氨、氟利昂等),被气化,流向冷端,蒸汽在冷端被冷凝,放出汽化潜热,而加热了冷流体。

冷凝液又流回热端,如此重复。性能特点:(1)热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全离开,在运行历程中,单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏时,基本不影响换热器运行。热管换热器用于易然、易爆、腐蚀性强的流体,换热场所具有很高的可靠性。

(2)热管换热器的冷、热流体完全离开流动,可以比力容易的实现冷、热流体的逆流换热。冷热流体均在管外流动,由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数,用于品位较低的热能接纳场所很是经济。(3)对于含尘量较高的流体,热管换热器可以通过结构的变化、扩展受热面等形式,解决换热器的磨损和堵灰问题。

(4)热管换热器用于带有腐蚀性的烟气余热接纳时,可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度,使热管尽可能避开最大的腐蚀区域。7、套管式换热器冷、热流体划分在内管和套管中流动并换热。(1)优点这种换热器具有若干突出的优点,所以至今仍被广泛用于石油化工等工业部门。结构简朴,传热面积增减自如。

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因为它由尺度构件组合而成,安装时,无需另外加工。传热效能高。它是一种纯逆流型换热器,同时还可以选取合适的截面尺寸,以提高流体速度,增大两侧流体的传热系数,因此它的传热效果好。

液-液换热时,传热系数为 870~1750W/(m2·℃)。这一点特别适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。

套管式换热器的缺点是占地面积大;单元传热面积金属耗量多,约为管壳式换热器的五倍;管讨论多,易泄漏;流阻大。结构简朴,事情适应规模大,传热面积增减利便,两侧流体均可提高流速,使传热面的两侧都可以有较高的传热系数,是单元传热面的金属消耗量大,为增大传热面积、提高传热效果,可在内管外壁加设种种形式的翅片,并在内管中加设刮膜扰动装置,以适应高粘度流体的换热。可以凭据安装位置任意改变形态,利于安装。

(2)缺点检验、清洗和拆卸都较贫苦,在可拆毗连处容易造成泄漏。生产中,有较多质料选择受限,由于套管式换热器大多是内管中不允许有焊接,因为焊接会造成受热膨胀开裂,而套管式换热器大多数为了节约空间选择,弯制,盘制成蛇管形态,故有较多特殊的耐腐蚀质料无法正常生产。套管换热器海内还没有形成统一的焊接尺度,各个企业都是凭据其它换热产物履历选择焊接方式,所以,套管式换热器的焊接处,泛起各种问题司空见惯,需要经常注意检查,调养。

二、具有赔偿圈的换热器1、浮头式换热器两头的管板,有一段不与壳体相连,可以在管长偏向自由浮动,当壳体与管制因温度差别而引起差别的热膨胀时,可以消除热应力。冷流体入口 热流体入口(1)优点管制可以抽出,以利便清洗管、壳程;介质间温差不受限制;可在高温、高压下事情;可用于结垢比力严重的场所;可用于管程易腐蚀场所。(2)缺点小浮头易发生内漏;金属质料耗量大,成本高20%;结构庞大。

2、夹套式换热器夹套式换热器是间壁式换热器的一种,在容器外壁安装夹套制成。性能特点:结构简朴,但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高。

为提高传热系数且使釜内液体受热匀称,可在釜内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数。

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为增补传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管。夹套式换热器广泛用于反映历程的加热和冷却。3、板翅式换热器由隔板、肋片和侧条组成单元体,多个单元体经逆流或错流组装为组装件,再将带有集流出口的集流箱焊接到组装件上。

由于质料轻薄,换热面积与换热器体积之比可达4000 m2/ m3。性能特点:(1)传热效率高,由于肋片对流体的扰动使界限层不停破裂,因而具有较大的换热系数;同时由于隔板、肋片很薄,具有高导热性,所以使得板肋式换热器可以到达很高的效率。(2)紧凑,由于板肋式换热器具有扩展的二次外貌,使得它的比外貌积可到达1000 m2/ m3。

(3)轻巧,原因为紧凑且多为铝合金制造,现在钢制,铜制,复合质料等的也已经批量生产。(4)适应性强,板肋式换热器可适用于:气-气、气-液、液-液、种种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热。

通过流道的部署和组合能够适应:逆流、错流、多股流、多程流等差别的换热工况。通过单元间串联、并联、串并联的组合,可以满足大型设备的换热需要。

工业上可以定型、批量生产以降低成本,通过积木式组合扩大交换性。(5)制造工艺要求严格,工艺历程庞大。(6)容易堵塞,不耐腐蚀,清洗检验很难题,故只能用于换热介质洁净、无腐蚀、不易结垢、不易沉积、不易堵塞的场所。4、涡流热膜换热器流热膜换热器体积只有传统管壳式换热器的1/5,接纳全不锈钢焊接结构。

既具有钎焊板式换热器体积小、耐高温的优势,又克服了框架板式换热器胶条老化、维护用度高的缺陷,它接纳经纳米技术处置惩罚的不锈钢涡流管作为换热元件,极大提高了换热器的整体性能。性能特点:高效节能,该换热器传热系数为6000~8000W/(m2·℃);全不锈钢制作,使用寿命长,可达20a以上,十年内泛起换热器质量问题免费更换;改层流为湍流,提高了换热效率,降低了热阻;换热速度快,耐高温(400℃),耐高压(2.5MPa);结构紧凑,占地面积小,重量轻,安装利便,节约土建投资;设计灵活,规格齐全,实用针对性强,节约资金;应用条件广泛,适用较大的压力、温度规模和多种介质热交流;维护用度低,易操作,清垢周期长,清洗利便;接纳纳米热膜技术,显著增大传热系数;应用领域辽阔,可广泛用于热电、厂矿、石油化工、都会集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。


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