各种换热器工作原理.docx

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1、1、套管式换热器 原理每一段套管称为“一程“，程的内管（传热管）借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体（A流体）由上部引入，而冷流体（B流体）则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取47米。这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。优点：结构简单，能耐高压。传热面积可根据需要增减，应用方便。缺点：管间接头多，易泄露。占地面积较大，单位传热面消耗金属量大。2、浮头式换热器 原理浮头式换热器浮头端结构由圆筒、外头盖侧法兰、浮头管

2、板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成。钩圈式浮头的详细结构见下图所示。优点：当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力。管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗。缺点：结构较复杂，用材量大，造价高。浮头盖与浮动管板之间若密封不严，发生内漏，造成两种介质的混合。3、沉浸蛇管换热 原理这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容器内的液体中。优点：结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造。缺点：容器内液体湍动程度低，管外换热系数小.为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。4、板式换热器 原理板式换热器是液液、液汽进行热交换的理想设备。它是由具有一定波

3、纹形状的一系列金属片叠装而成的一种新型高效换热器。板式换热器的结构原理：可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。5、具有补偿圈的换热器 原理由挡板、补偿圈和放热嘴构成的换热器。当流体为高温换热时，由于壳体与管束因温度相差太大，引起不同的热膨胀率，补偿圈就是为了消除这种热应力。6、板翅式换热器 原理是一种更为高效、紧凑、轻巧的换热器。过去由于制造成本较高，仅用于宇航、电子、原子能等少数部门。现已逐渐用于石油

4、化工及其他工业部门。板翅式换热器的结构形式很多，但基本元件相同，即在两块平行的薄金属板之间，加入波纹状或其他形状的金属翅片，将两侧面封死，即成为一个换热基本元件。优点： 传热效率高，温度控制性好。 翅片很薄，结构紧凑，体积小。 翅片兼具传热面和支撑作用，强度高。缺点：o 流道狭小，容易堵塞，且清理困难。o 隔板和翅片很薄，要求介质对铝不会腐蚀，若腐蚀,造成内部串漏，很难修补。o 结构复杂，给设计增加了难度。7、夹套换热器 原理在容器外壁安装夹套制成，夹套与容器之间形成的空间作为加热介质或冷却介质的通路。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容器内液体受热均匀，可在容器内安

5、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。优点：结构简单、加工方便。缺点：传热面积小，传热效率低。8、U形管式换热器 原理U形管式换热器是将换热管弯成U形,两端固定在同一管板上。由于壳体和换热管分开,换热管束可以自由伸缩,不会由于介质的温差而产生温差应力。U形管换热器只有一块管板,没有浮头,结构比较简单。管束可以自由的抽出和装入,方便清洗,具有浮头式换热器的优点,但由于换热管做成半径不等的U形弯,最外层换热管损坏后可以更换外,其它管子损坏只能堵管。同时,它与固定管板式换热器相比,由于换热管受弯曲半径的限制它的管束中心

6、部分存在空隙,流体很容易走短路,影响了传热效果。特点1、U 形换热管的管束可以自由浮动，无须考虑温差应力，可用于大温差场合；2、只有一块管板，法兰数量少，泄露点少、结构简单；3 、可以抽芯清洗管束；4、由于U 形管的最小弯曲半径的限制，分程间距宽,因此排管少；5、当管内流速太高时，将会对U 形弯管段产生严重的冲蚀，影响寿命。6、由于换热管是U 形的，管内清洗困难，故管内介质宜是清洁且不易结垢的物料。优点：结构简单，只有一个管板，密封面少，运行可靠，造价低；管束可以抽出，管间清洗方便。缺点：管内清洗比较困难；由于管子需要有一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最内层管间距大，壳程易短路；内层管

7、子坏了只能堵塞而不能更换，因而报废率较高。9、列管换热器 原理列管式换热器（tubular exchanger）是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质 ，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程列管式换热器。10、螺旋板式换热器 原理螺旋板式是一种新型换热器，传热效率好，运行稳定性高，可多台共同工作。传热效率高，运行可靠性强，阻力小。但螺旋板式换热器要求焊接质量高，检修比较困难

8、。重量大，刚性差，螺旋板式换热器运输和安装时应特别注意。11、喷淋式换热器 原理这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动,冷却水 从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外换热系数较沉浸式增大很多.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分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。12、热管换热器 原理热管是一种具有高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。缺点是抗氧化、耐高温性能较差。此缺点可以通过在前部安装一套陶瓷换热器来予以解决，陶瓷换热器较好地解决了耐高温、耐腐蚀的难题。