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换热器换热性能实验思考题
答案分析影响热平衡误差大小的因素
一、换热器的形式
能使热流体向冷流体传递热量,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。诸如为高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;热电厂锅炉上的高温过热器是以辐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
螺旋板冷凝器
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出,这称为壳程。列管式换热器有多种结构形式,常见的有固定管板式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器及U型管式换热器。
2.螺旋板式换热器
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,板与板之间焊有定距柱,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,同时具有一定数量的定距柱。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清洗具有很好的效果。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清洗。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
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,便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4~7m,这种换热器传热面积最高达18m2,故适用于小容量换热。当内外管壁温差较大时,可在外管设置U形膨胀节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。
4.板式换热器
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、占地面积少;2、传热效率高;3、组装灵活;4、金属消耗量低;5、热损失小;6、拆卸、清洗、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。

本文发布于:2024-09-24 07:22:00,感谢您对本站的认可!

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