第一章实验装置说明
第一节系统概述
一、装置概述
目前我国传热元件的结构形式繁多，其换热性能差异较大，在合理选用和设计换热器的过 程中，传热系数是度量英性能好坏的重要指标。本装置通过以应用较为广泛的间壁式换热器 （共有套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎焊板式换热器四种）为实验对象， 对其传热性能进行测试。。 二、系统特点幻听的中药
1.采用四种不同结构的换热器（分别为套管式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器和钎 焊板式换热器）作为实验对象，对其进行性能测量。
2.实验装置可测定换热器总的传热系数、对数传热温差和热平衡误差等，并能根据不同的 换热器对传热情况和性能进行比较分析。
3.实验装置采用工业现场的真实换热器部件，与实际应用接轨。
三、 技术性能
1.钝化膏输入电源：三相五线制AC380V±10% 50Hz
2.工作环境：温度-10°C〜+40C：相对湿度V85%（25*0；海拔V4000m
3.装置容星:：＜4kVA
4.套管式换热器：换热面积0. 14m:
5.螺旋板式换换热器：换热面积lm：
6.列管式换热器：换热面积马达驱动0.5m：
7.钎焊板式换热器：0.144m'
8.电加热器总功率：＜3. 5kW
9.安全保护：设有电流型漏电保护、接地保护，安全符合国家标准。
四、 系统配置
1.被控对象系统：主要由不锈钢钢架、热水箱、热水泵、冷水箱、冷水泵、涡轮流量计、 PT100温度传感器、板式换热器、列管式换热器、套管式换热器、螺旋板式换热器、冷凝器、电 加热棒、电磁阀、电动球阀、黄铜闸阀以及管道管件等。
2.控制系统：主要由电源控制箱、漏电保护器、温度控制仪、流量显示仪、调压模块、开 关电源以及开关指示灯等。
第二节换热器的认识
一、换热器的形式
能使热流体向冷流体传递热虽:，满足工艺要求的装置称为换热器。换热器的形式有很多， 用途也很广泛。诸如为髙炉炼铁提供热风的热风炉，就是一座大型蓄热式陶土换热器；热电厂 锅炉上的髙温过热器是以輻射为主的高温换热器，而省煤器是以对流为主的交叉流换热器；冶 金工厂安装在高温烟道中的热回收装置常用片状管式、波纹管式、插件式等型式换热器；制冷 系统上的冷凝器、蒸发器属于有相变流体的换热器，这类换热器无所谓顺流 或逆流；内燃机的 冷却水箱属于交叉流间壁式换热器的一种。
二、几种主要的换热器
1.列管式换热器（图1）
列管式换热器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。列管式换热器可以采用普通碳钢、紫铜或不锈钢进行制作。在 进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管道中流动，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岀，这称为壳程。
列管式换热器有多种结构形式，常见的有固左管板式换热器、浮头式换热器、填料函式换 热器及U型管式换热器。
2金属工艺品制作•螺旋板式换热器（图2）
螺旋板式换热器（SHE）结构简单而精密，它由两块或四块长金属薄板绕同一个中心卷制
而 成，板与板之间焊有左距柱，形成了两条或四条间距相同又各自完全独立的螺旋形流道。螺旋 板式换热器的流道呈同心状，同时具有一立数量的定距柱。流体在雷诺数较低时，也可以产生 湍流。通过这种优化的流动方式，流体的热交换能力得到了提高，颗粒沉积的可能性下降。
由于流道的几何形状具有很大的灵活性，因此，螺旋板式换热器可以根据已有的条件和需 求进行适当的调整。同时，螺旋板式换热器具有比较长的单独流道，可以为许多不易处理的流 体提供足够长的热交换距离，这样，流体可以在一个设备中进行完全处理，并且避免了由于流 体的突然转向而产生的堵塞问题。
螺旋板式换热器采用单流道结构设计，因此采用化学方法对流道内部进行淸洗具有很好的 效果。有盖板的螺旋板式换热器，盖板一般都配有钩头螺栓，以便于打开盖板，用机械方式对 流道内部进行涓洗。而在处理污泥和泥浆的设备上，盖板一般都安装有脚轮或者吊架，这样可 以更快捷的打开盖板。
3.套管式换热器（图3）
套管式换热器以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起 组成同心套管，每一段套管称为“一程”，程的内管（传热管）借I；形肘管，而外管用短管依次 连接成排，固泄于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体由上 部引入，而冷流体则由下部引入。
套管中外管的两端与内管采用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管 的淸洗和增减。每程传热管的有效长度取4〜7m,这种换热器传热而积最高达18m2,故适用于小 容量换热。当内外管壁温差较大时，可在外管设宜U形膨胀肖或内外管间采用填料函滑动密封,
以减小温差应力。管子可用钢、铸铁、陶瓷和玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的 换热。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、石油化工等工业部门。
移通智能手机4.板式换热器（图4）
5.板式换热器属于高效换热设备。在实际应用中有两种，一种是旋压法制造的伞板式换热 器，另一种是冲压法制造的平板换热器。其结构特点如下：1、体积小、占地而积少；2、传热 效率髙；3、组装
灵活；4铝滑轨型材、金属消耗量低；5、热损失小：6、拆卸、淸洗、检修方便：7、使用 安全可靠；8、有利于低温热源的利用：9、冷却水量小：10、阻力损失少；11、投资效率高。
图3套管式换热器原理
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