傳熱與換熱器技術(shù)交流

傳熱及換熱器技術(shù)交流湖北登峰換熱器有限公司杭州工程中心崔玉濤2023/1/192換熱器的分類按換熱原理分：間壁式換熱器：冷、熱流體被固體傳熱表面隔開，而熱量的傳遞通過固體傳遞面而進(jìn)行。直接接觸式換熱器：冷、熱流體直接接觸進(jìn)行熱量交換。蓄熱式換熱器：冷、熱流體交替通過傳熱表面，冷流體通過時貯存冷量，熱流體通過時取走冷量。2023/1/193按工藝功能分類（1）冷卻器：冷卻工藝物流的設(shè)備。（2）加熱器：加熱工藝物流的設(shè)備。（3）再沸器：用于蒸發(fā)蒸餾塔底部的物料設(shè)備；分熱吸（4）冷凝器：蒸餾塔頂物流的冷凝或者反應(yīng)器冷凝循環(huán)回流的設(shè)備。（5）蒸發(fā)器：專門用于蒸發(fā)溶液中水分或者溶劑的設(shè)備。（6）過熱器：對飽和蒸汽再加熱升溫的設(shè)備。（7）廢熱鍋爐：由工藝的高溫物流或者廢氣中回收其熱量而產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。2023/1/194按傳熱方式的結(jié)構(gòu)分類管殼式：固定管板式、浮頭式、填料函式、U形管式板式：波紋板式、板翅式、螺旋板式、傘板式管式：空冷器、套管式、噴淋管式、箱管式液膜式：升降膜式、刮板薄膜式、離心薄膜式其它型式：板殼式熱管2023/1/195常用換熱器型式固定管式換熱器2023/1/196常用換熱器的各種型式浮頭式換熱器2023/1/1972023/1/1982023/1/199折流板是設(shè)置在殼體內(nèi)與管束垂直的弓形或圓盤－圓環(huán)形平板，如圖所示。安裝折流板迫使殼程流體按照規(guī)定的路徑多次橫向穿過管束，既提高了流速又增加了湍流速度，改善了傳熱效果，在臥式換熱器中折流板還可起到支撐管束的作用。2023/1/1910常用換熱器的各種型式U形管式換熱器2023/1/1911常用換熱器的各種型式U形管式換熱器2023/1/1912壓縮機(jī)級間冷卻器2023/1/1913中間冷卻器有壓縮機(jī)之肺的形象比喻,它的冷卻效果和可靠性直接影響壓縮機(jī)的氣動性能和整機(jī)效率。在氣-水換熱中,氣側(cè)的傳熱系數(shù)與水側(cè)的傳熱系數(shù)相至少一個數(shù)量級,強(qiáng)化氣側(cè)傳熱系數(shù),是增大總傳熱系數(shù),提高換熱效率的關(guān)鍵。級間冷卻器2023/1/19142023/1/1915板翅片在氣-水換熱中,氣側(cè)的傳熱系數(shù)與水側(cè)的傳熱系數(shù)相至少一個數(shù)量級,強(qiáng)化氣側(cè)傳熱系數(shù),是增大總傳熱系數(shù),提高換熱效率的關(guān)鍵。氣體在翅片間的流通面積大、流程短，壓力損失小。復(fù)合翅片管2023/1/1916復(fù)合翅片管是在基管外套一厚壁鋁管,通過專用軋輥,將鋁管扎制成規(guī)定高度的翅片,同時翅片根部殘留的鋁管部分被牢牢地擠壓扎緊在基管上軋制的過程也是鋁翅片冷作硬化的過程,加之后續(xù)的堿洗,烘干,翅片表面形成氧化膜,起到了防腐的作用。這種翅片管的整體性好,具有結(jié)合緊密，熱阻小，耐熱震和機(jī)械震動，熱膨脹性能好，且具有可觀的擴(kuò)展換熱面,傳熱性能好。在長期冷熱工況下不易變形、工作壽命長等特點。在一些重要項目,重大產(chǎn)品上多采用此類翅片管做中間冷卻器,效果很好。用這種翅片管制成的換熱器，效果領(lǐng)先于串片或繞片式換熱器。2023/1/19復(fù)合翅片管換熱設(shè)備性能主要衡量指標(biāo)

效率要高。效率高就要求其傳熱系數(shù)大，傳熱系數(shù)是指在單位時間內(nèi)、單位面積上溫度每變化一度所傳遞的熱量。結(jié)構(gòu)緊湊。要使換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊就要求其比表面積大，比表面積是指單位體積的換熱設(shè)備所具有的傳熱面積，即傳熱面積與換熱設(shè)備體積之比。節(jié)省材料。要做到此點要求其比重量要小，所謂比重量是指單位傳熱面積所耗用的金屬量，即換熱設(shè)備總金屬用量與傳熱面積之比。壓力降要小。流體在設(shè)備中流動阻力小、壓力損失就小，節(jié)省動力、操作成本降低。要求結(jié)構(gòu)可靠、制造成本低，便于安裝、檢修、使用周期長

其中溫度變化范圍和允許壓力損失范圍從數(shù)值上看波動范圍小,但這兩項指標(biāo)恰恰是中冷器必須嚴(yán)格遵循指標(biāo),是保證壓縮機(jī)在性能曲線上運行的前提。2023/1/1918傳熱計算原理2023/1/19192023/1/1920溫度變化曲線熱流體冷流體傳熱量計算2023/1/1921冷卻水消耗量計算2023/1/19222023/1/1923逆流與順流及對數(shù)平均溫差換熱管是管殼式換熱器的傳熱元件，它直接與兩種介質(zhì)接觸，所以換熱管的形狀和尺寸對傳熱有很大的影響。小管徑利于承受壓力，因而管壁較薄且在相同的殼徑內(nèi)可以排列較多的管子，使換熱器單位體積的傳熱面積增大、結(jié)垢緊湊，單位傳熱面積金屬耗量少，傳熱效率也稍高一些，但制造麻煩，且小直徑管子易結(jié)垢，不易清洗。所以一般對清潔流體用小直徑管子，粘性較大的或污染的流體采用大直徑管子。本行業(yè)常用換熱管為：Φ16、Φ18及Φ19；換熱管在管板上的排列形式有正三角形、轉(zhuǎn)角正三角形、正方形和轉(zhuǎn)角正方形等。三角形排管多，結(jié)構(gòu)緊湊，但管外清洗不方便；正方形排管少，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，但管外清洗較方便。一般在固定管板式換熱器中多用三角形排列，浮頭式換熱器多用正方形排列2023/1/1924換熱管直徑的選擇

及換熱管的排列方式2023/1/1925結(jié)垢的危害換熱器在運行一段時間后，流體介質(zhì)中的可沉積物會在換熱表面上生成垢層，有時換熱面還會被流體腐蝕而形成垢層，垢層產(chǎn)生附加熱阻，使總傳熱系數(shù)減小，傳熱速率顯著下降，因垢層導(dǎo)熱系數(shù)很小，即使厚度不大，垢層熱阻也很大，往往會成為主要熱阻，必須給予足夠重視。污垢系數(shù)在整個中冷器運行中是一個逐漸增大的數(shù)值,它的存在對有效換熱是一種阻礙(也稱熱阻),在設(shè)計中應(yīng)予以重視,通常污垢系數(shù)的取值是在最惡劣工況下且滿足中冷器