換熱器的結構與性能特點課件

1、換熱器的結構與性能特點 12021/7/22換熱器的結構與性能特點 12021/7/22在工業(yè)生產中，要實現(xiàn)熱量的傳遞，須采用一定的設備，此種傳遞熱量的設備，稱換熱器或熱交換器。換熱器廣泛應用于各種工業(yè)生產過程中，其主要用途適用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、干燥等方面，因其使用的條件不同，其容量、壓力、溫度等變動范圍較大，為了適應不同的用途，存在各種形式及結構的換熱器。22021/7/22在工業(yè)生產中，要實現(xiàn)熱量的傳遞，須采用一定的設備，此種傳遞熱換熱器的分類按換熱原理分類一 混合式換熱器亦稱為直接接觸式換熱器，它是將冷熱兩流體通過直接接觸進行熱量交換實現(xiàn)傳熱的，如工業(yè)上的冷卻塔，洗滌塔等。二 蓄

2、熱式換熱器蓄熱式換熱器，是將高溫流體和低溫流體交替地通過表面進行換熱的，是一種間歇操作的換熱設備。三 間壁式換熱器亦稱表面式換熱器或間接式換熱器，即冷熱兩流體被一固體壁隔開，而熱量傳遞是通過固體壁進行的。32021/7/22換熱器的分類按換熱原理分類一 混合式換熱器32021/7/2按換熱器的用途分類(1)加熱器：加熱器用于把流體加熱到所需的溫度，被加熱流體在加熱過程中不發(fā)生相變。(2)預熱器：預熱器用于流體的預熱，以提高整套工藝裝置的效率。(3)過熱器：過熱器用于加熱飽和蒸汽，使其達到過熱狀態(tài)。(4)蒸發(fā)器：蒸發(fā)器用于加熱液體，使之蒸發(fā)汽化。(5)再沸器：再沸器是蒸餾過程的專用設備，用于加熱

3、已冷凝的液體，使之再受熱汽化。(6)冷卻器：冷卻器用于冷卻流體，使之達到所需要的溫度。(7)冷凝器：冷凝器用于冷凝飽和蒸汽，使之放出潛熱而凝結液化42021/7/22按換熱器的用途分類(1)加熱器：加熱器用于把流體加熱到所需的按換熱器所用材料分類(1)金屬材料換熱器：金屬材料換熱器是由金屬材料制成，常用金屬材料有碳鋼、合金鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金等。由于金屬材料的熱導率較大，故該類換熱器的傳熱效率較高，生產中用到的主要是金屬材料換熱器。(2)非金屬材料換熱器：非金屬材料換熱器由非金屬材料制成，常用非金屑材料有石墨、玻璃、塑料以及陶瓷等。該類換熱器主要用于具有腐蝕性的物料由于非金屬

4、材料的熱導率較小，所以其傳熱效率較低。52021/7/22按換熱器所用材料分類(1)金屬材料換熱器：金屬材料換熱器是由按換熱器傳熱面形狀和結構分類(1)管式換熱器：管式換熱器通過管子壁面進行傳熱，按傳熱管的結構不同，可分為列管式換熱管、套管式換熱器、蛇管式換熱器和翅片管式換熱器等幾種。管式換熱器應用最廣。(2)板式換熱器：板式換熱器通過板面進行傳熱，按傳熱板的結構形式，可分為平板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器和熱板式換熱器。(3)特殊形式換熱器：這類換熱器是指根據(jù)工藝特殊的要求而設計的具有特殊結構的換熱器。如回轉式換熱器、熱管式換熱器、空氣冷卻器等。62021/7/22按換熱器傳熱面形

5、狀和結構分類(1)管式換熱器：管式換熱器通過一、夾套式換熱器夾套式換熱器是最簡單的板式換熱器，它是在容器外壁安裝夾套制成，夾套與容器之間形成的空間為加熱介質或冷卻介質的通路。這種換熱器主要用于反應過程的加熱或冷卻。在用蒸汽進行加熱時，蒸汽由上部接管進入夾套，冷凝水由下部接管流出。作為冷卻器時，冷卻介質（如冷卻水）由夾套下部接管進入，由上部接管流出。特點：傳熱系數(shù)不高（可在釜內安裝攪拌器、蛇管、螺旋隔板）；換熱介質為水蒸氣、冷卻水。應用：反應過程的加熱和冷卻。 72021/7/22一、夾套式換熱器72021/7/22二、管式換熱器的結構形式1管殼式換熱器管殼式換熱器又稱列管式換熱器，是一種通用的

6、標準換熱設備。它具有結構簡單、堅固耐用、造價低廉、用材廣泛、清洗方便、適應性強等優(yōu)點，應用最為廣泛，在換熱設備中占據(jù)主導地位。主要由殼體、管束、管板、折流擋板和封頭等組成。一種流體在管內流動，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。目前工業(yè)生產中采用的主要有固定管板式，浮頭式和U型管式三類。其主要構造都是在一圓筒形殼體內設置許多平行管組成的管束構成的。82021/7/22二、管式換熱器的結構形式1管殼式換熱器管殼式換熱器又稱列管shell-and tube heat exchangers（管殼式換熱器）封頭shell cover固定管法蘭stationary

7、 head flange-channel膨脹節(jié)expansion joint 殼體shell橫向折流板或支持板transverse baffles or support plate管程tube（side）pass 殼程shell （side）pass 放氣接口vent connection排液接口 drain connection 支撐托架support bracket 殼體接管shell nozzle 管箱接管stationary head nozzle 92021/7/22shell-and tube heat exchangers 為提高殼程流體流速，往往在殼體內安裝一定數(shù)目與管束相互垂

8、直的折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。 a.切除過少 b.切除適當 c.切除過多 擋板切除對流動的影響 102021/7/22 為提高殼程流體流速，往往在殼體內安裝一定數(shù)目與管束相互112021/7/22112021/7/22122021/7/22122021/7/22管子的規(guī)格和排列方式 管子的規(guī)格：最常用的直徑為19 mm、 22 mm、25 mm、32 mm、38 mm、 57 mm 管長：1.5、2.0、3.0、6.0m L/D=410（管長/殼體直徑） 132021/7/22管子的規(guī)格和排列方式 管子的規(guī)格：

9、最常用的直徑為19 mm、142021/7/22142021/7/22布管基本原則： 應使傳熱管在整個換熱器截面上均勻分布，同時還應考慮流體性質、管箱結構和加工制造等方面的問題。正三角形排列： 優(yōu)點：管子較多，傳熱系數(shù)較大； 缺點：管外機械清洗較為困難，管外流體的流動阻力較大。 正方形排列：(1)在相同的管板面積上可配置的傳熱管最少(2)易于用機械清洗管外壁同心圓排列：(1)靠近殼體的地方管子分布比較均勻；(2)在殼體直徑很小的換熱器中可排列的管子數(shù)目比正三角形多。 152021/7/22布管基本原則：152021/7/22列管式換熱器流體流道的選擇1）不潔凈或易結垢的液體宜在管程，因管內清洗

10、方便。2）腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時受到腐蝕。3）壓力高的流體宜在管內，以免殼體承受壓力。4）飽和蒸汽宜走殼程，飽和蒸汽比較清潔，而且冷凝液容易排出。5）流量小而粘度大的流體一般以殼程為宜。6）需要被冷卻物料一般選殼程，便于散熱。7）有毒的液體宜走管程。162021/7/22列管式換熱器流體流道的選擇162021/7/22流體 種類 流速 m/s 管程 殼程 一般液體 宜結垢液體 氣體 0.50.3 1 530 0.21.5 0.5 315 流體流速的選擇172021/7/22流體 流速 m/s 管程 殼程 一般液體 0.50.3 0不同粘度液體在列管換熱器中流速（在鋼管中）液體粘

11、度mPa.s 最大流速m/s 1500 1000500 500100 10053 351 1 0.6 0.75 1.1 1.5 1.8 2.4 182021/7/22不同粘度液體在列管換熱器中流速（在鋼管中）液體粘度mPa.s（1）固定管板式換熱器結構特點：兩塊管板分別焊于殼體的兩端，管束兩端固定在管板上。整個換熱器分為兩部分：換熱管內的通道及與其兩端相貫通處稱為管程；換熱管外的通道及與其相貫通處稱為殼程。冷、熱流體分別在管程和殼程中連續(xù)流動，流經管程的流體稱為管（管程）流體，流經殼程的流體稱為殼（殼程）流體。192021/7/22（1）固定管板式換熱器結構特點：兩塊管板分別焊于殼體的兩端，2

12、02021/7/22202021/7/22212021/7/22212021/7/22優(yōu)點：結構簡單、緊湊。在相同的殼體直徑內，排管數(shù)最多，旁路最少；每根換熱管都可以進行更換，且管內清洗方便。缺點：殼程不能進行機械清洗；當換熱管與殼體的溫差較大（大于50）時產生溫差應力，需在殼體上設置膨脹節(jié)，因而殼程壓力受膨脹節(jié)強度的限制不能太高。固定管板式換熱器適用于：殼方流體清潔且不易結垢，兩流體溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場合。一般建議在溫度差不大于70 時使用。但實際生產經驗證明，在溫度差不超過100 時使用，并不會對設備壽命有明顯的影響。222021/7/22優(yōu)點：結構簡單、緊湊。在相同的殼體

13、直徑內，排管數(shù)最多，旁路最232021/7/22232021/7/22（2）浮頭式換熱器結構特點：是兩端管板之一不與殼體固定連接，可在殼體內沿軸向自由伸縮，該端稱為浮頭。浮頭式換熱器可分為內浮頭和外浮頭，外浮頭又叫填料函式換熱器。242021/7/22（2）浮頭式換熱器結構特點：是兩端管板之一不與殼體固定連接，優(yōu)點：當換熱管與殼體有溫差存在，殼體或換熱管膨脹時，互不約束，不會產生溫差應力；管束可從殼體內抽出，便于管內和管間的清洗。缺點：結構較復雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板之間若密封不嚴，發(fā)生內漏，造成兩種介質的混合。浮頭式換熱器適用于：殼體和管束壁溫差較大或殼程介質易結垢的場合。25

14、2021/7/22優(yōu)點：當換熱管與殼體有溫差存在，殼體或換熱管膨脹時，互不約束262021/7/22262021/7/22填料函式換熱器填料函式換熱器其結構特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮，不會產生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應力。填料函式換熱器的優(yōu)點：結構較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價低；管束可從殼體內抽出，管內、管間均能進行清洗，維修方便。缺點：填料函耐壓不高，一般小于4.0MPa；殼程介質可能通過填料函外漏，對易燃、易爆、有毒和貴重的介質不適用。填料函式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或介質易結垢，需經常清理且壓力不高的場合。272021/

15、7/22填料函式換熱器272021/7/22 填料函式換熱器282021/7/22 （3）U 型管式換熱器結構特點：只有一個管板，換熱管為 U 型，管子兩端固定在同一管板上。管束可以自由伸縮，當殼體與 U 型換熱管有溫差時，不會產生溫差應力。292021/7/22（3）U 型管式換熱器結構特點：只有一個管板，換熱管為 U 302021/7/22302021/7/22優(yōu)點：結構簡單，只有一個管板，密封面少，運行可靠，造價低；管束可以抽出，管間清洗方便。缺點：管內清洗比較困難；由于管子需要有一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內層管間距大，殼程易短路；內層管子壞了不能更換，因而報廢率較高。U

16、 型管式換熱器適用于：管、殼壁溫差較大或殼程介質易結垢，而管程介質清潔不易結垢以及高溫、高壓、腐蝕性強的場合。一般高溫、高壓、腐蝕性強的介質走管內，可使高壓空間減小，密封易解決，并可節(jié)約材料和減少熱損失。312021/7/22優(yōu)點：結構簡單，只有一個管板，密封面少，運行可靠，造價低；管（4）插管式換熱器結構特點：對熱膨脹完全自由，很少發(fā)生泄漏。322021/7/22（4）插管式換熱器結構特點：對熱膨脹完全自由，很少發(fā)生泄漏。型式結構特點優(yōu)缺點固定管板式列管固定在與殼體連接的管板式優(yōu)點是結構比較簡單，造價低，應用廣泛。缺點是管外清洗困難，不適于兩流體溫差大和易生污垢的流體。若應用于溫差大的兩流體

17、換熱，必須在外殼設置膨脹節(jié)（圈）。浮頭式列管一端固定在與外殼固定的管板上，另一端固定在可自由移動的管板上優(yōu)點是管束可取出清洗或更換。因為管束可自由移動，所以適用兩流體溫差大的換熱情況。缺點是結構復雜，造價高填料函式管束一端可自由膨脹優(yōu)點是結構比浮頭式簡單，造價也比浮頭式低。缺點是殼內流體有外漏的可能，所以殼體內不適于流過易揮發(fā)，易燃，易爆和有毒介質。只適用于低壓流體。U型管式是把U型管束的兩端固定在一塊固定的管板上優(yōu)點是管束可自由膨脹，且可抽出清洗。缺點是管子內部清洗困難，更管內側的U型管困難，管板上排列的管子少。插管式是管子插入另一管中構成管束膨脹完全自由，可適用于溫差很大的兩流體換熱的情況

18、332021/7/22型式結構特點優(yōu)缺點固定管板式列管固定在與殼體連接的管板式優(yōu)點2蛇管式換熱器管式換熱器中結構最簡單，操作最方便的一種換熱設備。通常按照換熱方式不同，將蛇管式換熱器分為沉浸式和噴淋式兩類。342021/7/222蛇管式換熱器管式換熱器中結構最簡單，操作最方便的一種換熱（1）沉浸式蛇管換熱器多以金屬管彎繞而成，制成適應容器的形狀，沉浸在容器內的液體中。兩種流體分別在管內、管外進行換熱。352021/7/22（1）沉浸式蛇管換熱器多以金屬管彎繞而成，制成適應容器的形狀幾種常用的蛇管形狀沉浸式蛇管換熱器的優(yōu)點：結構簡單、價格低廉、便于防腐蝕、能承受高壓。缺點：由于容器的體積較蛇管的

19、體積大得多，管外流體的傳熱膜系數(shù)較小，故常需加攪拌裝置，以提高其傳熱效率。 多應用于小型容器內的液體換熱。蛇管的形狀主要取決于容器的形狀和生產隊要求。如化工生產中的反應器內的加熱或冷卻管，多做成圓盤形或螺旋形的；氨冷的冷凍鹽水槽中的換熱管，則多用長的蛇形管構成。實際上，蛇管可以制成任意需要的形狀。如圖所示。蛇管可以由鋼管，銅管，銀管或其它有色金屬和非金屬材料如玻璃，陶瓷，石墨和塑料等制成。362021/7/22幾種常用的蛇管形狀沉浸式蛇管換熱器的優(yōu)點：結構簡單、價格低廉（2）噴淋式蛇管換熱器噴淋式換熱器也為蛇管式換熱器，多用作冷卻器。這種換熱器是將蛇管成行地固定在鋼架上，熱流體在管內流動，自最

20、下管進入，由最上管流出。冷水由最上面的淋水管流下，均勻地分布在蛇管上，并沿其兩側逐排流經下面的管子表面，最后流入水槽而排出，冷水在各排管表面上流過時，與管內流體進行熱交換。這種換熱器的管外形成一層湍動程度較高的液膜，因而管外對流傳熱系數(shù)較大。另外，噴淋式換熱器常放置在室外空氣流通處，冷卻水在空氣中汽化時也帶走一部分熱量，提高了冷卻效果。372021/7/22（2）噴淋式蛇管換熱器噴淋式換熱器也為蛇管式換熱器，多用作冷優(yōu)點：有檢修清理方便，傳熱效果好等。缺點：體積龐大，占地面積大；冷卻水量較大，噴淋不易均勻。蛇管換熱器因其結構簡單、操作方便、常被用于制冷裝置和小型制冷機組中。382021/7/2

21、2優(yōu)點：有檢修清理方便，傳熱效果好等。382021/7/223套管式換熱器392021/7/223套管式換熱器392021/7/22結構特點：套管式換熱器是由大小不同的直管制成的同心套管，并由U型彎頭連接而成。每一段套管稱為一程，每程有效長度約為46m，若管子過長，管中間會向下彎曲。 在套管式換熱器中，一種流體走管內，另一種流體走環(huán)隙適當選擇兩管的管徑，兩流體均可得到較高的流速，且兩流體可以為逆流，對傳熱有利。402021/7/22結構特點：套管式換熱器是由大小不同的直管制成的同心套管，并由套管式換熱器優(yōu)點：結構簡單；能耐高壓；傳熱面積可根據(jù)需要增減；適當?shù)剡x擇管內、外徑，可使流體的流速增大，

22、且兩種流體呈逆流流動，有利于傳熱。缺點：單位傳熱面積的金屬耗量大；管子接頭多，檢修清洗不方便。此類換熱器適用于高溫、高壓及小流量流體間的換熱。412021/7/22套管式換熱器優(yōu)點：結構簡單；能耐高壓；傳熱面積可根據(jù)需要增減4翅片管式換熱器翅片管式換熱器又稱管翅式換熱器。422021/7/224翅片管式換熱器翅片管式換熱器又稱管翅式換熱器。42202翅片管換熱器是在管的外表面或內表面加裝翅片制成，翅片與管表面的連接應緊密無間，否則連接處的接觸熱阻很大，影響傳熱效果。常用的連接方法有熱套、鑲鉗、張力纏繞和焊接等方法。此外，翅片管也可采用整體軋制、整體鑄造或機械加工等方法制造。常用的翅片有橫向和縱

23、向兩類。當兩種流體的對流傳熱系數(shù)相差較大時，在傳熱系數(shù)較小的一側加翅片可以強化傳熱。例如用水蒸氣加熱空氣，該過程的主要熱阻是空氣側對流傳熱熱阻。在空氣側加裝翅片，可以起到強化換熱器傳熱的效果。當然，加裝翅片會使設備費提高，但一般，當兩種流體的對流傳熱系數(shù)之比超過3：1，采用翅片管換熱器經濟上是合算的。近年來用翅片管制成的空氣冷卻器（簡稱空冷器）在化工中應用很廣。用空冷代替水冷，不僅在缺水地區(qū)適用，而且在水源充足的地方，采用空冷也可取得較大的經濟效果。 432021/7/22翅片管換熱器是在管的外表面或內表面加裝翅片制成，翅片與管表面翅片管亦稱肋片管。為了增加傳熱面積，提高傳熱效率，特別當換熱量

24、流體中有一流體的給熱系數(shù)很小時，應該使其流過帶翅片的管側，如氣體與水蒸汽或冷凝水換熱時，應氣體的給熱系數(shù)很小，所以要提高傳熱效果，就應該在換熱管的氣體流過一側增加翅片，這樣既可以增大傳熱面積，又可增加氣體流蘇，造成湍流狀態(tài)，提高氣體的給熱系數(shù)，從而提高傳熱效果。442021/7/22翅片管亦稱肋片管。為了增加傳熱面積，提高傳熱效率，特別當換熱對換熱器的公稱直徑做如下規(guī)定: 卷制圓筒，以圓筒內徑作為公稱直徑，mm； 鋼管制圓筒，以鋼管外徑作為公稱直徑，mm； 換熱器的傳熱面積：是以傳熱管外徑為基準，計算所得到的管束外表面積的總和，m2。 公稱傳熱面積，指經圓整后的計算傳熱面積。換熱器的公稱長度：

25、 以傳熱管長度作為換熱器的公稱長度，m。 傳熱管為直管時，取直管長度；傳熱管為U型管時，取U型管的直管段長度。452021/7/22對換熱器的公稱直徑做如下規(guī)定:452021/7/22（二）板式換熱器大致可分為以下幾類一、平板式換熱器二、螺旋板換熱器三、板翅式換熱器462021/7/22（二）板式換熱器大致可分為以下幾類462021/7/221平板式換熱器平板式換熱器簡稱板式換熱器，是由一組長方形的薄金屬板平行排列，加緊組裝于支架上而構成。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片，壓緊后板間形成密封的流體通道，且可用墊片的厚度調節(jié)通道的大小。每塊板的四個角上，各開一個圓孔，其中有一對圓孔和一組板間流道相通，另

26、外一對圓孔則通過在孔的周圍放置墊片而阻止流體進入該組板間的通道。這兩對圓孔的位置在相鄰板上是錯開的以分別形成兩流體的通道。冷熱流體交錯地在板片兩側流過，通過板片進行換熱。板片厚度約為0.53mm，通常壓制成凹凸地波紋狀。例如人字形波紋板。增加了板的剛度以防止板片受壓時變形，同時又使流體分布均勻，增強了流體湍動程度和加大了傳熱面積，有利于傳熱。 472021/7/221平板式換熱器平板式換熱器簡稱板式換熱器，是由一組長方形的平板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端壓板、夾緊螺栓、支架等組成。 1. 傳熱板片 傳熱板片是換熱器主要的換熱元件，一般波紋做成人字形，按照流體介質的不同，傳熱板片的材質

27、也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成。 2. 密封墊片 板式換熱器的密封墊片主要是在換熱板片之間起密封作用。材質有：丁腈橡膠，三元乙丙橡膠，氟橡膠等，根據(jù)不同介質采用不同橡膠。 3. 兩端壓板 兩端壓板主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質不泄漏。 4. 夾緊螺栓 夾緊螺栓主要是起緊固兩端壓板的作用。夾緊螺栓一般是雙頭螺紋，預緊螺栓時，使固定板片的力矩均勻。 5. 掛架 主要是支承換熱板片，使其拆卸、清洗、組裝等方便。482021/7/22平板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端壓板、夾緊螺栓、支492021/7/22492021/7/22502021/7/22502021/7/22圖

28、中代表冷流體代表熱流體512021/7/22圖中代表冷流體代表熱流體512021/7/22522021/7/22522021/7/22特點： 傳熱效率高，結構緊湊， 操作靈活，安裝檢修方便。 通常操作壓強低于1.5Mpa，最高不超過2.0Mpa，壓強過高容易泄露。操作溫度受墊片材料的耐熱性限制，一般不超過250。另外由于兩板的間距僅幾毫米，流通面積較小，流速又不大，處理量較小。532021/7/22特點： 532021/7/222螺旋板式換熱器結構特點：螺旋板式換熱器是由兩張間隔一定的平行薄金屬板卷制而成，在其內部形成兩個同心的螺旋形通道。換熱器中央設有隔板，將螺旋形通道隔開，兩板之間焊有定距

29、柱以維持通道間距。在螺旋板兩側焊有蓋板。冷熱流體分別通過兩條通道，在器內逆流流動，通過薄板進行換熱542021/7/222螺旋板式換熱器結構特點：螺旋板式換熱器是由兩張間隔一定的（1）型螺旋板式換熱器兩個螺旋通道的兩側完全焊接密封，為不可拆結構，如圖（a）。換熱器中，兩流體均作螺旋流動，通常冷流體由外周流向中心，熱流體由中心流向外周，呈完全逆流流動。此類換熱器主要用于液體與液體間的傳熱。552021/7/22（1）型螺旋板式換熱器兩個螺旋通道的兩側完全焊接密封，為不（2）型螺旋板式換熱器一個螺旋通道的兩側為焊接密封，另一通道的兩側是敞開的，如圖片（b）所示。換熱器中，一流體沿螺旋通道流動，而另

30、一流體沿換熱器的軸向流動。此類換熱器適用于兩流體流量差別很大的場合，常用作冷凝器、氣體冷卻器等。562021/7/22（2）型螺旋板式換熱器一個螺旋通道的兩側為焊接密封，另一通（3）型螺旋板式換熱器型螺旋板式換熱器的結構如圖片（c）所示。換熱器中，一種流體做螺旋流動，另一流體做兼有軸向和螺旋向兩者組合的流動。該結構適用于汽體冷凝。572021/7/22（3）型螺旋板式換熱器型螺旋板式換熱器的結構如圖片（c）（4）G型螺旋板式換熱器G型螺旋板式換熱器的結構如圖片（d）所示。該結構又稱塔上型，常被安裝在塔頂作為冷凝器，采用立式安裝，下部有法蘭與塔頂法蘭相連接。汽體由下部進入中心管上升至頂蓋折回，然

31、后沿軸向從上至下流過螺旋通道被冷凝。582021/7/22（4）G型螺旋板式換熱器G型螺旋板式換熱器的結構如圖片（d） 螺旋板式換熱器的優(yōu)點:螺旋通道中的流體由于慣性離心力的作用和定距柱的干擾，在較低雷諾數(shù)下即達到湍流，并且允許選用較高的流速，故傳熱系數(shù)大；由于流速較高，又有慣性離心力的作用，流體中懸浮物不易沉積下來，故螺旋板式換熱器不易結垢和堵塞；由于流體的流程長和兩流體可進行完全逆流，故可在較小的溫差下操作，能充分利用低溫熱源；結構緊湊，單位體積的傳熱面積約為管殼式換熱器的3倍。 其缺點是：操作溫度和壓力不宜太高，目前最高操作壓力為2MPa，溫度在400以下；因整個換熱器為卷制而成，一旦發(fā)

32、現(xiàn)泄漏，維修很困難。592021/7/22 螺旋板式換熱器的優(yōu)點:螺旋通道中的流體由于慣性離心力3、板翅式換熱器板翅式換熱器是一種更為高效、緊湊、輕巧的換熱器，過去由于制造成本較高，僅用于宇航、電子、原子能等少數(shù)部門?，F(xiàn)在已逐漸用于石油化工及其它工業(yè)部門，取得良好效果。板翅式換熱器的結構形式很多，但是基本結構元件相同，即在兩塊平行的薄金屬板之間，加入波紋狀或其它形狀的金屬翅片，將兩側面封死，即成為一個換熱基本元件。將各基本元件進行不同的疊積和適當?shù)呐帕?，并用釬焊固定，即可制成并流、逆流或錯流的板束（或稱芯部），然后再將帶由流體進出口的接管的集流箱焊在板束上，即成為板翅式換熱器。我國目前常用的翅

33、片形式有光直型翅片、鋸齒型翅片和多孔型翅片三種。其材料可為鋁合金，銅合金，金，鋼，不銹鋼和鈦等。目前我國主要用鋁合金。602021/7/223、板翅式換熱器板翅式換熱器是一種更為高效、緊湊、輕巧的換熱612021/7/22612021/7/22622021/7/22622021/7/22632021/7/22632021/7/22642021/7/22642021/7/22板翅式換熱器的優(yōu)點是：結構高度緊密、輕巧、單位體積設備所提供的傳熱面一般能達到2500 m2/m3，最高可達4300 m2/m3。通常用鋁合金制造，故重量輕，在相同的傳熱面下，其重量約為列管式的十分之一。由于翅片促進了流體的

34、湍動并破壞了熱邊界層的發(fā)展，故其傳熱系數(shù)較高；另外鋁合金不僅導熱系數(shù)高，而且在零度以下操作時，其延性和抗拉強度都很高，適用于低溫和超低溫的場合，故操作范圍廣，可在200至絕對零度范圍內使用。同時因翅片對隔板有支撐作用，板翅式換熱器允許操作壓強也比較高，可達5MPa。這種換熱器的缺點是設備流道很小，易堵塞，且清洗和檢修困難，故所處理的物料應較潔凈或預先凈制；另外由于隔板的翅片均由薄鋁板制稱成，故要求介質對鋁不腐蝕。 652021/7/22板翅式換熱器的優(yōu)點是：結構高度緊密、輕巧、單位體積設備所提供4、熱板式換熱器熱板式換熱器是一種新型高效板面式換熱器，其傳熱基本單元為熱板。其成型方法是按等阻力流

35、動原理，將雙層或多層金屬平板點焊或滾焊成各種圖形，并將邊緣焊接密封組成一體。平板之間在高壓下充氣形成空間，實現(xiàn)最佳流動狀態(tài)的流道結構形式。各層金屬板的厚度可以相同，亦可以不同，板數(shù)可以為雙層或多層，這樣就構成了多種熱板傳熱表面形式，如不等厚雙層熱板（圖a）、等厚雙層熱板（圖b）、三層不等厚熱板（圖c）、四層等厚熱板（圖d）等，設計時，可根據(jù)需要選取。熱板式換熱器的熱板傳熱表面形式。662021/7/224、熱板式換熱器熱板式換熱器是一種新型高效板面式換熱器，其傳熱板式換熱器具有最佳的流動狀態(tài)，阻力小，傳熱效率高；根據(jù)工程需要可制造成各種形狀，亦可根據(jù)介質的性能選用不同的板材。熱板式換熱器可用于

36、加熱、保溫、干燥、冷凝等多種過程，作為一種新型的換熱器，具有廣闊的應用前景。672021/7/22熱板式換熱器具有最佳的流動狀態(tài)，阻力小，傳熱效率高；根據(jù)工程空冷與水冷相比的優(yōu)點 空冷的優(yōu)點1對環(huán)境沒有熱污染和化學污染； 2空氣可隨意取得，不需任何輔 助設備和 費用；3選廠址不受限制；4空氣腐蝕性小，不需要除垢和清洗，使用壽命長；5空氣的壓降僅有1020毫米，故空氣的操作費用低；6空冷系統(tǒng)的維護費用，一般情況下僅為水冷系統(tǒng)的2030%； 7一旦風機電源切斷，仍有3040%的自然冷卻能力。水冷的缺點1對環(huán)境污染嚴重;2冷卻水往往受水源限制，需設置管線和泵站等設施；3特別對較大的廠，選廠址時必須考

37、慮有充足的水源；4水腐蝕性強，需要進行處理，以防結垢和臟物的淤積；5循環(huán)水壓高（取決于冷卻器和冷水塔的相對位置），故水冷能耗高；6由于水冷設備多，易于結垢，在溫暖氣候條件下還易生長微生附于冷卻器表面，常常需要停工清洗；7電源一斷，即要全部停產。（四）空氣冷卻器682021/7/22空冷與水冷相比的優(yōu)點 空冷的優(yōu)點水冷的缺點（四）空氣冷卻器6水冷的優(yōu)點 1水冷通常能使工藝流體冷卻到低于空氣溫度23，且循環(huán)水在水塔中可被冷卻到接近環(huán)境濕球溫度；2水冷對環(huán)境溫度變化不敏感；3水冷器結構緊湊，其冷卻面積比空冷器冷卻面積要大的多；4水冷器可以設置在其他設備之間，如管線下面； 5用一般列管式換熱器即可滿足

38、要求；6無噪聲?？绽涞娜秉c1由于空氣比熱小，且冷卻效果取決與干球溫度，通常不能把工藝流體冷卻到環(huán)境溫度；2大氣溫度波動大，風、雨、陽光，及季節(jié)變化，均會影響空冷器的性能，在冬季還可能引起管內介質凍結；3由于空氣側膜傳熱系數(shù)低，故空冷器的要小的多；4空冷器不能緊靠大的障礙物，如建筑物、大樹，否則會引起熱風循環(huán)；5要求用特殊工藝制造的翅片管和風機； 6有一定的噪聲。 水冷與空冷相比的優(yōu)點 692021/7/22水冷的優(yōu)點 空冷的缺點水冷與空冷相比的優(yōu)點 692021/7空氣冷卻器基本部件：1. 管束 2. 風機3. 百葉窗 4. 構架5. 風箱 6. 附件基本結構702021/7/22空氣冷卻器基本部件：基本結構702021/7/22分類：按管束布置方式: 立式、水平式 、斜頂式、圓環(huán)式按通風方式：鼓風式 、引風式和自然通風按冷卻方式：干式空冷濕式空冷（增濕型、噴霧蒸發(fā)型、濕面型）、聯(lián)合型按防寒方式：熱風內循環(huán)式、熱風外循環(huán)式、蒸汽伴熱式712021/7/22分類：712021/7/22722021/7/22722021