各種換熱器的原理及應用
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用進行淺析，比較它們的優(yōu)越性，推薦其應用范圍。本文重點介紹了板式換熱器，管殼式換熱器和全焊接板殼換熱器3種。
關鍵詞：換熱器；應用行業(yè)
| 隨著科技高速發(fā)展的今天，換熱器已廣泛應用國內各個生產 | 污垢層，金屬壁的熱阻相對較小.管式換熱器增加流體的流速和擾 |
| 領域，換熱器跟人們生活息息相關。換熱器顧名思義就是用來熱 | 動性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。但增加流體流速 |
| 交換的機械設備。有氣體-氣體交換，氣體-液體交換，液體-液體 | 會使能量消耗增加，故設計時應在減小熱阻和降低能耗之間作合 |
| 交換這幾種。就是一種介質熱能降低，另一種介質熱能增多，達 | 理的協(xié)調。 |
| 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構緊湊，組裝方便，占地面積小，傳 | 合金多用于制造低溫換熱器；鎳合金則用于高溫條件下；非金屬 |
| 熱系數(shù)高的熱交換設備。當雷諾數(shù)為200時，就能達到湍流狀 | 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。設計上是軟硬結合的熱混合的設計技術，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，從而使傳熱達到最優(yōu)化，可實現(xiàn)其經濟合理化。其最 | 體，當兩流體的溫度差較大時，在外殼的適當位置上焊上一個補 |
| 大的缺點是由于組合件是有橡膠密封，承壓有極限，不能應用 | 償圈，或膨脹節(jié)。當殼體和管束熱膨脹不同時，補償圈發(fā)生緩慢 |
| 相對高壓的環(huán)境中。由于板片之間交叉成網(wǎng)狀結構，要求其運 | 的彈性變形來補償因溫差應力引起的熱膨脹。特點為結構簡單、 |
| 行的介質分子的顆粒要有一定的范圍，不然很容易堵塞，由于 | 造價低廉、殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈且不易結垢的 |
| 獨特的組合形式，泄露時維修極其方便，更換配件簡單，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、 |
| 品等多個行業(yè)。 | 出口分別安裝在同一端的兩側，封頭內用隔板分成兩室，每根管 |
| 二、管殼式換熱器 | 子可自由伸縮，來解決熱補償問題。特點為結構簡單，質量輕， |
| 管殼式換熱器是一種設計復雜制造工藝繁瑣的換熱設備， | 適用于高溫和高壓的場合。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，必須遵守相應的章程和制度，管板的 | 和不易結垢的物料。 |
| 厚度，殼體的厚度都得符合GB6654-1996和GB713-1997的相應標 | 3. 浮頭式。換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱 |
| 準，不銹鋼的標準符合GB/T4237-2007的水平，換熱管的設計也 | 浮頭。管子受熱時，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，抗壓能力上做嚴格的選擇。其在運行的過程中 | 除了溫差應力。特點為結構復雜、造價高，便于清洗和檢修，完 |
| 流體的相對流向一般有順流和逆流2種。順流時，入口處兩流體的 | 全消除溫差應力，應用普遍。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，使用于壽命較長冶金，焦化等要求熱交換率低的場所。 |
| 時，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、熱流體的進出口溫度一定的條件下，當兩種流體都無 | 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)點于 |
| 相變時，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氬弧焊焊接，板束裝在壓力 |
| 耗量降低。前者可節(jié)省設備費，后者可節(jié)省操作費，故在設計或 | 殼內，波紋板片具有靜攪拌作用，能在很低數(shù)下形成湍流，在氣 |
| 生產使用中應盡量采用逆流換熱。管式換熱器當冷、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折 |
| 或其中一種有物相變化（沸騰或冷凝）時，由于相變時只放出或 | 流翻轉造成的氣液兩相分離?？烧嬲龑崿F(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，因此流體的進出口溫 | 器相比冷端及熱端溫差小，可回收熱量。其結構緊湊質量輕無密 |
| 度相等，這時兩流體的溫差就與流體的流向選擇無關了。 | 封膠墊，不容泄露，維修清洗簡便。全焊接板殼式換熱器是目前 |
| 除順流和逆流這兩種流向外，還有錯流和折流等流向。管式 | 國際上最先進的換熱器高效節(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，也有管 |
| 系數(shù)是一個重要的問題。熱阻主要來源于間壁兩側黏滯于傳熱面 | 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形成的 | 這3種換熱器的應用范圍有所不同，在選用上要根據(jù)實際進 |
| 行比對，力爭做到能夠達到理想效果。 |