陳仕鋒專業(yè)導(dǎo)論

1、制冷與低溫工程專業(yè)導(dǎo)論姓名：陳仕鋒班級：制冷121班學(xué)號：121403050303制冷與低溫工程專業(yè)導(dǎo)論通過專業(yè)導(dǎo)論的學(xué)習(xí)，對制冷與低溫工程有了更深一步的理解，明白了本專業(yè)的市場前景、制冷設(shè)備、制冷方法、制冷介質(zhì)、以及重要用途等相關(guān)專業(yè)知識。對于我以后的專業(yè)課的學(xué)習(xí)有了很大的幫助。下面就以下幾個(gè)問題簡單的論述一下。 一、前景分析改革開放以來，中國制冷、空調(diào)市場在世界市場風(fēng)光無限，已經(jīng)成為全球制冷、空調(diào)業(yè)的焦點(diǎn)。僅僅經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國的制冷、空調(diào)行業(yè)就成為世界第二大冷凍空調(diào)設(shè)備的消費(fèi)市場和最大的生產(chǎn)國，無論在生產(chǎn)產(chǎn)品品種、質(zhì)量還是技術(shù)水平等方面均取得長足進(jìn)步。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的中國制冷、空

2、調(diào)設(shè)備行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報(bào)告顯示，從制冷設(shè)備的需求層面來講，我國與發(fā)達(dá)國家相比差距不小。我國冷鏈物流發(fā)展滯后，致使農(nóng)產(chǎn)品冷鏈流通率僅為5-20%，而農(nóng)產(chǎn)品流通腐損率約在15-30%之間，美國等發(fā)達(dá)國家則分別為95%以上和5%以下。根據(jù)測算主要農(nóng)產(chǎn)品年流通腐損價(jià)值超過5500億元，即占GDP約1.4%的價(jià)值因冷鏈產(chǎn)業(yè)落后而浪費(fèi)。未來5年我國冷鏈需求將步入快速增長期，短期內(nèi)行業(yè)補(bǔ)償性需求仍將持續(xù)，預(yù)計(jì)冷鏈流通需求CAGR約為18%。而計(jì)入更新需求后，冷鏈設(shè)備行業(yè)的增速有望更快。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院制冷、空調(diào)設(shè)備行業(yè)研究小組表示，盡管空調(diào)行業(yè)面臨調(diào)整，需求來自于商業(yè)建筑、公共建筑和大型別墅的中央空

3、調(diào)行業(yè)仍處于成長期內(nèi)，短期內(nèi)在建與新建商業(yè)地產(chǎn)面積仍較快增長，支撐中央空調(diào)15%左右的增速壓力大不;同時(shí)，行業(yè)將受能效政策和進(jìn)口替代驅(qū)動(dòng)。預(yù)計(jì)，“十二五”期間我國制冷、空調(diào)設(shè)備行業(yè)將迎來一輪快速發(fā)展。隨著社會的發(fā)展，越來越多的能從事各類制冷設(shè)備的維護(hù)、安裝、生產(chǎn)以及銷售的專業(yè)人才。那么，制冷行業(yè)的就社會經(jīng)濟(jì)地不斷提高，人們對生活質(zhì)量要求越來越高，制冷空調(diào)在國內(nèi)越來越普遍，社會上也需要業(yè)情況到底如何呢？首先，制冷行業(yè)人才缺口大。據(jù)筆者了解，大約有70%的人認(rèn)為制冷行業(yè)的就業(yè)前景十分光明。隨著制冷行業(yè)的競爭白熱化加劇，越來越多的企業(yè)注重創(chuàng)新型人才的挖掘和培養(yǎng)。2013年6月份以來，大金、海爾等知名

4、企業(yè)都支持了不同院校舉辦的大學(xué)生制冷空調(diào)創(chuàng)新大賽，并頒發(fā)了獎(jiǎng)項(xiàng)，就是為了鼓勵(lì)制冷行業(yè)創(chuàng)新型人才的發(fā)展。在“2013年大金杯制冷空調(diào)創(chuàng)新大賽”上，主辦方曾表示，至少在未來五年內(nèi)會繼續(xù)支持這個(gè)比賽，鼓勵(lì)制冷空調(diào)行業(yè)新人才的出現(xiàn)。另外，越來越多的高等院校開設(shè)了制冷專業(yè)，專業(yè)人才的素質(zhì)越來越高，制冷行業(yè)就業(yè)前景十分看好。其次，現(xiàn)在制冷行業(yè)的發(fā)展并不缺少維護(hù)、安裝、生產(chǎn)以及銷售的人才，企業(yè)更多的是需要高精尖人才。雖然制冷行業(yè)的就業(yè)前景一片光明，但是對于研究的要求相對來說更高了。當(dāng)下制冷行業(yè)最普遍的就業(yè)方向是制冷和工業(yè)冷卻等，但是長遠(yuǎn)來看，制冷行業(yè)更多的是向新能源方向發(fā)展，比如太陽能制冷等。想從事制冷行業(yè)

5、的人員不應(yīng)該放棄新能源制冷的方向。二、制冷系統(tǒng)的組成制冷機(jī)組的組成：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥，蒸發(fā)器和控制系統(tǒng)等。1、制冷壓縮機(jī)的作用制冷壓縮機(jī)是制冷裝置中最主要的設(shè)備，通常稱為制冷裝置中的主機(jī)。制冷劑蒸氣從低壓提高為高壓以及汽體的不斷流動(dòng)、輸送，都是借助于制冷壓縮機(jī)的工作來完成的，也就是說，制冷壓縮機(jī)的作用是：1）從蒸發(fā)器中吸取制冷劑蒸氣，以保證蒸發(fā)器內(nèi)一定的蒸發(fā)壓力。2）提高壓力，將低壓低溫的制冷劑蒸氣壓縮成為高壓高溫的過熱蒸氣，以創(chuàng)造在較高溫度（如夏季35左右的氣溫）下冷凝的條件。3）輸送并推動(dòng)制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)，完成制冷循環(huán)。2、根據(jù)冷卻介質(zhì)種類的不同，冷凝器可歸納為四大類,其作用如下：

6、水冷卻式：在這類冷凝器中，制冷劑放出的熱量被冷卻水帶走。冷卻水可以是一次性使用，也可以循環(huán)使用。水冷卻式冷凝器按其不同的結(jié)構(gòu)型式又可分為立 式殼管式、臥式殼管式和套管式等多種。空氣冷卻式（又叫風(fēng)冷式）：在這類冷凝器中，制冷劑放出的熱量被空氣帶走。空氣可以是自然對流，也可以利用風(fēng)機(jī)作強(qiáng)制流動(dòng)。這類冷凝器系用于氟利昂制冷裝置在供水不便或困難的場所。水空氣冷卻式：在這類冷凝器中，制冷劑同時(shí)受到水和空氣的冷卻，但主要是依靠冷卻水在傳熱管表面上的蒸發(fā)，從制冷劑一側(cè)吸取大量的熱量作為水的汽化潛熱，空氣的作用主要是為加快水的蒸發(fā)而帶走水蒸氣。所以這類冷凝器的耗水量很少，對于空氣干燥、水質(zhì)、水溫低而水量不充裕

7、的地區(qū)乃是冷凝器的優(yōu)選型式。這類冷凝器按其結(jié)構(gòu)型式的不同又可分為蒸發(fā)式和淋激式兩種。蒸發(fā)冷凝式：在這類冷凝器中系依靠另一個(gè)制冷系統(tǒng)中制冷劑的蒸發(fā)所產(chǎn)生的冷效應(yīng)去冷卻傳熱間壁另一側(cè)的制冷劑蒸汽，促使后者凝結(jié)液化。如復(fù)疊式制冷機(jī)中的蒸發(fā)冷凝器即是。3、膨脹閥的作用：膨脹閥起節(jié)流降壓的作用，經(jīng)冷凝器冷凝后的高壓制冷劑液體經(jīng)過節(jié)流閥時(shí)，因受阻而使壓力下降，導(dǎo)致部分制冷劑液體氣化，同時(shí)吸收氣化潛熱，其本身溫度也相應(yīng)降低，成為低溫低壓的濕蒸汽，然后進(jìn)入蒸發(fā)器。三、常見的制冷方法（一） 液體汽化制冷 液體汽化制冷是利用液體汽化時(shí)的吸熱效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)制冷的。在一定壓力下液體汽化時(shí)，需要吸收熱量，該熱量稱為液體的汽

8、化潛熱。液體所吸收的熱量來自被冷卻對象，使被冷卻對象溫度降低，或者使它維持低于環(huán)境溫度的某一溫度。 為了使上述過程得以連續(xù)進(jìn)行，必須不斷地將蒸氣從容器（蒸發(fā)器）中抽走，再不斷地將液體補(bǔ)充進(jìn)去。由此可見，液體汽化制冷循環(huán)由液體工質(zhì)低壓下汽化、工質(zhì)氣體升壓、高壓氣體液化、高壓液體降壓四個(gè)基本過程組成。 壓縮式、吸收式、噴射式和吸附式制冷都屬于液體汽化制冷方式。 1.壓縮式制冷 壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器組成，用管道將其連成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)與被冷卻對象發(fā)生熱量交換，吸收被冷卻對象的熱量并汽化，產(chǎn)生的低壓蒸氣被壓縮機(jī)吸人，壓縮機(jī)消耗能量（通常是電能），將低壓蒸氣壓縮到

9、需要的高壓后排出。壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)在冷凝器內(nèi)被常溫冷卻介質(zhì)(水或空氣)冷卻，凝結(jié)成高壓液體。高壓液體流經(jīng)膨脹閥時(shí)節(jié)流，變成低壓、低溫濕蒸氣，進(jìn)入蒸發(fā)器，其中的低壓液體在蒸發(fā)器中再次汽化制冷。 2 吸收式制冷 吸收式制冷是以熱能為動(dòng)力、利用溶液吸收和發(fā)生制冷劑蒸氣的特性來完成循環(huán)的。吸收式制冷系統(tǒng)的主要部件 設(shè)該系統(tǒng)使用氨-水溶液為工作物質(zhì)，則吸收器中充有氨水稀溶液，用它吸收氨蒸氣。溶液吸收氨蒸氣的過程是放熱過程。因此，必須對吸收器進(jìn)行冷卻，否則隨著溫度的升高，吸收器將喪失吸收能力。吸收器中形成的氨水濃溶液用溶液泵提高壓力后送入發(fā)生器。在發(fā)生器中，濃溶液被加熱至沸騰。產(chǎn)生的蒸氣先經(jīng)過

10、精餾，得到幾乎是純氨的蒸氣，然后進(jìn)入冷凝器。在發(fā)生器中形成的稀溶液通過熱交換器返回吸收器。為了保持發(fā)生器和吸收器之間的壓力差，在兩者的連接管道上安裝了節(jié)流閥,在這一系統(tǒng)中，水為吸收劑，氨為吸收劑。 吸收式制冷的另外一種常見類型是以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，用于生產(chǎn)冷水，可供集中式空氣調(diào)節(jié)使用，或者提供生產(chǎn)工藝需要的冷卻用水。 吸收式制冷機(jī)消耗熱能，可用多種不同品位的熱能驅(qū)動(dòng)。通常用1MPa（表壓力）以下的蒸氣或燃?xì)?、燃油為?qū)動(dòng)熱源。也可以利用溫度在75以上的熱水、廢氣等低品位余熱驅(qū)動(dòng)；還可以利用太陽能、地?zé)岬饶茉?。因此，吸收式制冷易于?shí)現(xiàn)能源的綜合利用。 3 噴射式

11、制冷 噴射式制冷以蒸氣的壓力能為驅(qū)動(dòng)能源，用噴射器造成一個(gè)真空環(huán)境，使制冷劑在低溫下蒸發(fā)而制冷。從鍋爐來的蒸氣進(jìn)入噴射器的噴嘴，在其中迅速膨脹，在噴嘴出口處達(dá)到很大速度并形成真空狀態(tài)。由于高速氣流的引射作用，將蒸發(fā)器內(nèi)的蒸氣不斷抽吸出來，從而保持蒸發(fā)器的真空。在噴射器內(nèi)，工作蒸氣與被引射蒸氣經(jīng)過充分混合后以冷凝壓力流出。所以，噴射式制冷機(jī)中，制冷劑和工作蒸氣是同一種物質(zhì)。 4 吸附式制冷 吸附制冷系統(tǒng)也是以熱能為動(dòng)力的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其機(jī)理是，一定的固體吸附劑對某種制冷劑氣體具有吸附作用。周期性地加熱和冷卻吸附劑，使之交替吸附和解吸，解吸時(shí)，釋放出制冷劑氣體，并使之冷凝為液體；吸附時(shí)，制冷劑液體

12、蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷作用。吸附制冷的工作介質(zhì)是吸附劑-制冷劑工質(zhì)對。 以沸石-水工質(zhì)對為例，由吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器和管道構(gòu)成一個(gè)封閉系統(tǒng)，吸附床內(nèi)充裝了沸石，制冷劑液體（水）聚集在蒸發(fā)器中。吸附床被加熱時(shí)，沸石溫度升高，產(chǎn)生解吸作用，從沸石中脫附出水。此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的水壓力上升，當(dāng)達(dá)到與環(huán)境溫度對應(yīng)的飽和壓力時(shí)，水在冷凝器中凝結(jié)，同時(shí)放出潛熱，凝水貯存在蒸發(fā)器中。對吸附床冷卻時(shí)，沸石溫度逐漸降低，它吸附水的能力逐步提高，造成系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低，蒸發(fā)器中的水不斷蒸發(fā)出來，用以補(bǔ)充沸石對水的吸附。蒸發(fā)過程吸熱，達(dá)到制冷的目的。 （二） 熱電制冷 熱電制冷又稱溫差電制冷或半導(dǎo)體制冷。 在銅絲的兩頭各接一根

13、鉍絲，再將兩根鉍絲分別接到直流電源的正、負(fù)極上，通電后，發(fā)現(xiàn)一個(gè)接頭變熱，另一個(gè)接頭變冷，這個(gè)現(xiàn)象稱為帕爾帖效應(yīng)，是熱電制冷的依據(jù)。 熱電制冷的效果主要取決于兩種材料的熱電勢。純金屬材料的導(dǎo)電性好、導(dǎo)熱性也好，但其帕爾帖效應(yīng)很弱，制冷效率極低(不到1%)。半導(dǎo)體材料具有較高的熱電勢，可以成功地用來做成小型熱電制冷器。 但熱電制冷的效率不高，半導(dǎo)體器件的價(jià)格又很高，而且必須使用直流電源，因此往往需要變壓整流裝置，增加了熱電堆以外的體積，所以熱電制冷在需要制冷量較大的場合不宜使用。但由于它改變電流方向就可以實(shí)現(xiàn)制冷、制熱的相互轉(zhuǎn)換，靈活性強(qiáng)、使用方便可靠，非常適合于空間探測飛機(jī)上的科學(xué)儀器、電子儀

14、器和醫(yī)療器械的制冷裝置上，核潛艇駕駛艙的空調(diào)設(shè)備上，還常在手提式冷熱箱中采用熱電制冷，很適合于郊游、兵營、或汽車司機(jī)使用。 （三）氣體膨脹制冷 高壓氣體絕熱膨脹時(shí)，對膨脹機(jī)作功，同時(shí)氣體的溫度降低。用這種方法可以獲得低溫。與液體汽化式制冷相比，空氣膨脹制冷是一種沒有相變的制冷方式，所采用的工質(zhì)主要是空氣。此外，根據(jù)不同的使用目的，工質(zhì)也可以是CO2，O2，N2，He或其它理想氣體。 構(gòu)成這種制冷方式的循環(huán)系統(tǒng)稱為理想氣體的逆向循環(huán)系統(tǒng)。其循環(huán)型式主要有：定壓循環(huán)，有回?zé)岬亩▔貉h(huán)和定容循環(huán)。 最早出現(xiàn)的空氣制冷機(jī)采用的是定壓循環(huán)，它由兩個(gè)等壓過程和兩個(gè)等熵過程組成，其制冷流程見圖2-4。從壓縮

15、機(jī)排出的高溫、高壓氣體（溫度為T2）進(jìn)入冷卻器，在定壓下被冷卻到溫度T3，然后進(jìn)入膨脹機(jī)，等熵膨脹到冷室的壓力(一般為105Pa左右)，同時(shí)溫度降到了T4，成為低溫低壓冷氣流，冷氣流進(jìn)入冷室，使被冷卻對象降溫，而空氣本身因吸收了熱量，溫度回升到了T1，這個(gè)過程是在低壓下的等壓吸熱過程。離開冷室的空氣被壓縮機(jī)吸入，完成下一次循環(huán)。 （四）渦流管制冷 渦流管制冷首先是由法國人蘭克(Ranque)提出的。他在1933年發(fā)明一種裝置，可以使壓縮氣體產(chǎn)生渦流，并將氣流分成冷、熱兩部分，該裝置稱為渦流管，又叫蘭克管。這種制冷方法稱為渦流管制冷。渦流管裝置的結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。它由噴嘴、渦流室、孔板、管子和

16、控制閥組成。渦流室將管子分為冷端、熱端兩部分。噴嘴沿渦流室切向布置，孔板在渦流室與冷端管子之間，熱端管子出口處裝控制閥。管外為大氣。 經(jīng)過壓縮并冷卻到常溫的氣體(通常是空氣，也可以是C02，N2等其他氣體)進(jìn)入噴嘴，在噴嘴中膨脹并加速到音速，從切線方向射入渦流室，形成自由渦流。自由渦流的旋轉(zhuǎn)角速度離中心越近就越大。由于角速度不同，在環(huán)形氣流的層與層之間產(chǎn)生摩擦，內(nèi)層氣體失去能量，從孔板流出時(shí)具有較低的溫度；外層氣體吸收能量，動(dòng)能增加，又因?yàn)榕c管壁摩擦，將部分動(dòng)能變成熱能，使得從控制閥流出的氣體具有較高的溫度。由此可見，渦流管可以同時(shí)獲得冷、熱兩種效應(yīng)。用控制閥控制熱端管子中氣體的壓力，從而控制

17、冷、熱兩股氣流的流量及溫度。只有在閥部分開啟時(shí)，才出現(xiàn)冷、熱分流現(xiàn)象。 渦流管工作原理的定性解釋比較清楚，但由于管內(nèi)氣流之間的傳導(dǎo)和對流情況比較復(fù)雜，故對冷、熱端溫度進(jìn)行定量的理論計(jì)算尚有困難。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)高壓氣體為常溫時(shí)，冷氣流的溫度可達(dá)-10-50，熱端溫度可達(dá)100130。 渦流管制冷的主要缺點(diǎn)是：效率太低、氣流噪聲大。但它結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、啟動(dòng)快，使用靈活，因而常用在有高壓氣源或易于低價(jià)獲得高壓氣體的場合。 （五） 絕熱放氣制冷 剛性容器中的高壓氣體在絕熱放氣時(shí)溫度降低(該過程稱焦耳膨脹)，利用此效應(yīng)可以制冷。如果放氣前容器中氣體壓力足夠高，溫度又很低，那么，絕熱放氣時(shí)殘留在容器中的

18、氣體將能夠降到液化的溫度。利用放氣制冷而又連續(xù)工作的制冷機(jī)有G-M循環(huán)制冷機(jī)、S循環(huán)制冷機(jī)和脈管制冷機(jī)。 （六）磁制冷 固體磁性物質(zhì)在受磁場作用磁化時(shí)，系統(tǒng)的磁有序度增加，對外放出熱量；再將其去磁，磁有序度下降，又要從外界吸收熱量。這種磁性離子系統(tǒng)在施加與除去磁場的過程中所出現(xiàn)的現(xiàn)象稱磁熱效應(yīng)，利用磁熱效應(yīng)的制冷方式即為磁制冷。磁制冷是在順磁體絕熱去磁過程中獲得冷效應(yīng)的，可以達(dá)到極低的溫度。一般，制冷溫度在16K以下者稱低溫磁制冷，高于該溫度則為高溫磁制冷。目前，低溫磁制冷技術(shù)比較成熟，高溫磁制冷尚處于研究階段。 此外，在化學(xué)反應(yīng)中，往往伴隨有吸熱或放熱現(xiàn)象，我們也可以利用吸熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制冷。

19、綜上所述，制冷的方法有很多，都有各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性。但在普通制冷溫度范圍，液體汽化制冷仍然占據(jù)壓倒性地位。四、換熱器的種類及優(yōu)缺點(diǎn)  換熱器的概念:換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是化工,石油,動(dòng)力,食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備,在生產(chǎn)中占有重要地位.在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等,應(yīng)用更加廣泛。換熱設(shè)備因其用途不同，類型繁多，性能不一，但均可歸結(jié)為管殼式結(jié)構(gòu)和板式結(jié)構(gòu)兩大類。  換熱器的工作原理:     換熱器是將熱流體的部分熱量

20、傳遞給冷流體的設(shè)備，即在一個(gè)大的密閉容器內(nèi)裝上水或其他介質(zhì)，而在容器內(nèi)有管道穿過。讓熱水從管道內(nèi)流過。由于管道內(nèi)熱水和容器內(nèi)冷熱水的溫度差，會形成熱交換，也就是初中物理的熱平衡，高溫物體的熱量總是向低溫物體傳遞，這樣就把管道里水的熱量交換給了容器內(nèi)的冷水，換熱器又稱熱交換器 。  機(jī)械結(jié)構(gòu)形式：換熱器的分類良多，可以按傳熱原理、結(jié)構(gòu)和用途等進(jìn)行分類，按其結(jié)構(gòu)分類主要有管殼式和板式兩種。 根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。 1、間壁式換熱器的類型  夾套式換熱器 這種換熱器

21、是在容器外壁安裝夾套制成,結(jié)構(gòu)簡單;但其加熱面受容器壁面限制,傳熱系數(shù)也不高.為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻,可在釜內(nèi)安裝攪拌器.當(dāng)夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時(shí),亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其它增加湍動(dòng)的措施,以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù).為補(bǔ)充傳熱面的不足,也可在釜內(nèi)部安裝蛇管. 夾套式換熱器廣泛用于反應(yīng)過程的加熱和冷卻。  沉浸式蛇管換熱器 這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應(yīng)的形狀,并沉浸在容器內(nèi)的液體中.蛇管換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,能承受高壓,可用耐腐蝕材料制造;其缺點(diǎn)是容器內(nèi)液體湍動(dòng)程度低,管外給熱系數(shù)小.為提高傳 熱系數(shù),

22、容器內(nèi)可安裝攪拌器。  噴淋式換熱器 這種換熱器是將換熱管成排地固定在鋼架上，熱流體在管內(nèi)流動(dòng),冷卻水 從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器.噴淋式換熱器的管外是一層湍動(dòng)程度較高的液膜,管外給熱系數(shù)較沉浸式增大很多.另外,這種換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發(fā)亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動(dòng)力的作用.因此,和沉浸式相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。 套管式換熱器 套管式換熱器是由直徑不同的直管制成的同心套管,并由U形彎頭連接而成.在這種換熱器中,一種流體走管內(nèi),另一種流體走環(huán)隙,兩者皆可得到較高的

23、流速,故傳熱系數(shù)較大.另外,在套管換熱器中,兩種流體可為純逆流,對數(shù)平均推動(dòng)力較大。套管換熱器結(jié)構(gòu)簡單,能承受高壓,應(yīng)用亦方便(可根據(jù)需要增減管段數(shù)目). 特別是由于套管換熱器同時(shí)具備傳熱系數(shù)大,傳熱推動(dòng)力大及能夠承受高壓強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),在超高壓生產(chǎn)過程(例如操作壓力為3000大氣壓的高壓聚乙烯生產(chǎn)過程)中所用的換熱器幾乎全部是套管式。 管殼式換熱器 管殼式(又稱列管式)換熱器是最典型的間壁式換熱器,它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史,而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。  管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成,殼體多呈圓形,內(nèi)部裝有平行

24、管束,管束兩端固定于管板上。在管殼換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱的兩種流體,一種在管內(nèi)流動(dòng),其行程稱為管程；一種在管外流動(dòng),其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。為提高管外流體給熱系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路,增加流體速度,還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯(cuò)流通過管束,使湍動(dòng)程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種,前者應(yīng)用更為廣泛。流體在管內(nèi)每通過管束一次稱為一個(gè)管程,每通過殼體一次稱為一個(gè)殼程。為提高管內(nèi)流體的速度,可在兩端封頭內(nèi)設(shè)置適當(dāng)隔板,將全部管子平均分隔成若干組。這樣,流體可每次只通過部分管子而往返管束多次,稱為多管程。同樣,為提高管外流速,可在殼體內(nèi)安裝

25、縱向檔板使流體多次通過殼體空間,稱多殼程。在管殼式換熱器內(nèi),由于管內(nèi)外流體溫度不同,殼體和管束的溫度也不同。如兩者溫差很大, 換熱器內(nèi)部將出現(xiàn)很大的熱應(yīng)力,可能使管子彎曲,斷裂或從管板上松脫。因此,當(dāng)管束和殼體溫度差超過50時(shí),應(yīng)采取適當(dāng) 的溫差補(bǔ)償措施,消除或減小熱應(yīng)力。   2、混合式換熱器  混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進(jìn)行傳熱的，這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側(cè)的污垢熱阻，只要流體間的接觸情況良好，就有較大的傳熱速率。故凡允許流體相互混合的場合，都可以采用混合式熱交換器，例如氣體的洗滌與冷卻、循環(huán)水的冷

26、卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等。它的應(yīng)用遍及化工和冶金企業(yè)、動(dòng)力工程、空氣調(diào)節(jié)工程以及其它許多生產(chǎn)部中。  按照用途的不同，可將混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型：   (1) 冷卻塔(或稱冷水塔)   在這種設(shè)備中，用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進(jìn)行冷卻降溫之后循環(huán)使用，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。例如熱力發(fā)電廠或核電站的循環(huán)水、合成氨生產(chǎn)中的冷卻水等，經(jīng)過水冷卻塔降溫之后再循環(huán)使用，這種方法在實(shí)際工程中得到了廣泛的使用。   (2)氣體洗滌塔

27、(或稱洗滌塔)   在工業(yè)上用這種設(shè)備來洗滌氣體有各種目的，例如用液體吸收氣體混合物中的某些組分，除凈氣體中的灰塵，氣體的增濕或干燥等。但其最廣泛的用途是冷卻氣體，而冷卻所用的液體以水居多?？照{(diào)工程中廣泛使用的噴淋室，可以認(rèn)為是它的一種特殊形式。噴淋室不但可以像氣體洗滌塔一樣對空氣進(jìn)行冷卻，而且還可對其進(jìn)行加熱處理。但是，它也有對水質(zhì)要求高、占地面積大、水泵耗能多等缺點(diǎn)：所以，目前在一般建筑中，噴淋室已不常使用或僅作為加濕設(shè)備使用。但是，在以調(diào)節(jié)濕度為主要目的的紡織廠、卷煙廠等仍大量使用! (3)噴射式熱交換器   在這種設(shè)

28、備中，使壓力較高的流體由噴管噴出，形成很高的速度，低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進(jìn)行傳熱，并一同進(jìn)入擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管的出口達(dá)到同一壓力和溫度后送給用戶。  (4)混合式冷凝器   這種設(shè)備一般是用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝。  3.蓄熱式換熱器    蓄熱式換熱器用于進(jìn)行蓄熱式換熱的設(shè)備。內(nèi)裝固體填充物，用以貯蓄熱量。一般用耐火磚等砌成火格子（有時(shí)用金屬波形帶等）。換熱分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，熱氣體通過火格子，將熱量傳給火格子而貯蓄起來。第二階段，冷氣體通過火格子，接受火格子所儲蓄的熱量而被加熱。這兩個(gè)階段交替進(jìn)行。通常用兩個(gè)蓄熱器交替使用，即當(dāng)熱氣體進(jìn)入一器時(shí)，冷氣體進(jìn)入另一器。常用于冶金工業(yè)，如煉鋼平爐的蓄熱室。也用于化學(xué)工業(yè)，如煤氣爐中的空氣預(yù)熱器或燃燒室，人造