4.6换热器（课件）《化工原理（第五版）》同步教学（化学工业出版社）

4.6 换热器 1 1 目录 CONTENTS 01 换热器的分类 02 间壁式换热器 03 列管换热器选用相关问题 04 列管换热器选用步骤 05 加热介质与冷却介质 06 传热过程的强化 3 一、换热器的分类 （一）按用途分类 加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器 （二）按冷、热流体热量交换方式分类 1、两流体直接接触式换热器； 2、蓄热式换热器； 3、间壁式换热器。 第六节 换热器 3 4 二、间壁式换热器 （一）夹套式换热器 优点： 结构简单 缺点： A小 釜内小 强化措施： 釜内加搅拌 釜内加蛇管 外循环 4 5 （二）沉浸式蛇管换热器 强化措施： 容器内加搅拌器， 提高K 优点： 结构简单 管内能耐高压 缺点： 管外小 5 6 优点： 结构简单 管内能耐高压 管外 比沉浸式大 缺点： 喷淋不易均匀 占地面积大 （三）喷淋式换热器 6 7 （四）套管换热器 优点： 结构简单 能耐高压  (K)或tm大 缺点： 结构不紧凑A/V小 接头多，易漏 7 8 （五）螺旋板式换热器 8 9 优点： 结构紧凑 不易结垢,堵塞 K大 保持逆流,tm大 缺点： 压力,温度不能太高 难以维修 9 10 （六）平板式换热器 10 11 增加刚性；提高湍动程度；增加A；易于液体均匀分布 11 12 优点： 结构紧凑 操作灵活 K大 缺点： 耐温、耐压差, 易漏 处理量小 12 13 （七）板翅式换热器 优点： 流体湍动程度高，K大； 结构紧凑，单位体积的A较大； 缺点： 易堵塞，清洗困难； 构造复杂 13 14 （八）热管式换热器 在一根抽除不凝性气体的金属管内充以定量的某种工作液体，然后封闭而成。 14 15 （九）列管换热器 管板、管束、封头、壳体 15 16 1. 固定管板式 特点：结构简单；但壳程检修和清洗困难。 ——加热补偿圈（膨胀节） 当管内外流体温差Δ t > 50℃ 时，需考虑温度热补偿。根据热补偿方式不同，列管式换热器分为： 16 17 2. 浮头式换热器 特点：可完全消除热应力,便于清洗和检修, 结构复杂 17 18 3. U型管式换热器 特点：结构较浮头简单；但管程不易清洗。 18 19 (一) 流体流程选择原则 管程： 不清洁或易结垢、腐蚀性、压力高的流体 壳程： 饱和蒸汽、需要冷却、粘度大或流量小的流体 原则：传热效果好，结构简单，清洗方便 三、列管换热器选用相关问题 19 20 (二) 流体流速的选择 u选择是经济权衡，要避免层流流动 uK，在同Q、tm下A，节省设备费 uHf  ，操作费用增加 20 21 (三) 换热器中管子的规格和排列方式 管子的规格：19×2mm和25×2.5mm 管长：1.5m、2.0m、3.0m、6.0m 排列方式： 正三角形 正方形直列 正方形错列 21 22 圆缺形 圆盘形 多管程：管内流体u 加挡板：增大壳程流体的湍动壳程 (四) 折流挡板 22 23 四、列管换热器选用步骤 1. 根据工艺任务，计算热负荷 2. 计算tm 3. 依据经验选取K，估算A 4. 确定冷热流体流经管程或壳程，选定u 先按单壳程多管程计算，如果<0.8，应增加壳程数； 由u和qm估算单管程的管子根数，由管子根数和估算的A，估算管子长度，再由系列标准选适当型号的换热器。 23 24 5. 核算K 分别计算管程和壳程的，确定垢阻，求出K，并与估算的K进行比较。如果相差较多，应重新估算。 6. 计算A 根据计算的K和tm，计算A，并与选定的换热器A相比，应有10%~25%的裕量。 24 25 五、加热介质与冷却介质 1、常用的加热介质 烟道气 热水、矿物油 2、常用的冷却介质 空气 水蒸气 清水 冷冻盐水 25 26 六、传热过程的强化 1、增大传热平均温差tm 加热剂T1或冷却剂t1 两侧变温，尽量采用逆流 强化传热，可tm、A/V、K 2、 增大单位体积的传热面积A/V 直接接触传热，可增大A 和湍动程度 26 27 3、增大总传热系数K 减小壁、污垢及两侧流体热阻中的主要热阻 提高较小一侧有效 提高的方法(无相变)： 增大流速——多管程 加扰流元件——壳程加挡板 改变传热面形状和增加粗糙度 27 谢谢观看 28 $$