列王紀下6章1至7節(jié)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——列王紀下6章1至7節(jié)2022/10/20,第五節(jié)換熱器(1),概述,一、換熱器(傳熱設備統(tǒng)稱)的分類：,按換熱方式分類：,1)直接接觸式：

冷熱流體直接接觸換熱——,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(2),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(3),3)間接式換熱器：

冷熱流體在固體壁隔兩側(cè)舉行換熱。,2)蓄熱式換熱器：,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(4),間壁式換熱器：冷、熱流體不混合，在換熱器壁兩側(cè)換熱。(工業(yè)上應用此類型換熱器居多，為重點內(nèi)容),1、夾套式換熱器回響釜外加夾套，夾套中可以用蒸汽加熱。

例：保溫式回響器等。

設回響釜的加熱面積為S，那么S/V較小，但很適用。,二、間壁式換熱器的分類：,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(5),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(6),2、噴林式換熱器,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(7),3、沉浸式蛇管換熱器：

蛇管安裝在彌漫液體的容器內(nèi)，故為沉浸式。

例：發(fā)酵罐中的蛇管等。,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(8),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(9),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(10),4、套管式換熱器：,直徑不等的兩根管套在一起。優(yōu)點：布局簡樸，可嚴格的逆流；

可調(diào)理流速；

可根據(jù)需求放幾節(jié)套管。,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(11),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(12),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(13),5、列管式換熱器——管殼式換熱器：

n根管束并聯(lián)的形式。此類換熱器最多。(重點),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(14),分類,固定管板式,浮頭式,1、固定管板式換熱器（1）,三、列管式（管板式）換熱器,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(15),固定管板式換熱器的布局特點：

用焊接法將列管固定在兩個花板之間，兩個花板也被固定。

因此花板間的距離固定不變。,1、固定管板式換熱器（2）,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(16),2、浮頭式換熱器,浮頭式換熱器與固定管板式布局的最大識別——其兩端浮頭片面與列管片面可以拆開，將內(nèi)部的列管與殼分開；

便于清洗等。,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(17),兩種列管式換熱器布局的特征共性：

有兩個空間：平行排列的細管內(nèi)稱為管程(管內(nèi))，流體均勻地調(diào)配在每根管內(nèi);管與管之間稱為殼程,冷、熱兩種流體間壁式滾動。,管內(nèi)流體在管內(nèi)滾動，流經(jīng)調(diào)配室，在封頭兩側(cè)進、出口。

殼程流體在管外滾動，流體在管間滾動。,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(18),例：管程—當流體條件確定時，流體的流速u↑，那么α↑；

進一步K↑,Q↑。,問題：當生產(chǎn)任務（即體積流量Vs）確定，如何提高u?,議論：列管式(管板式)換熱器的換熱速率——Q=KSΔtm,其中S、Δtm為定值(因工藝條件確定)；

『問題』如何提高傳熱速率Q？實質(zhì)是如何提高K值的問題。

對于無相變的流體應提高換熱器壁兩側(cè)的α1、α2的問題。,單管程——管內(nèi)流體流體流經(jīng)一個管長。,管程如何提高流速u？,式中：

Vs、d、n都為固定值，貌似u值不能變了。,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(19),三管程—兩側(cè)各放置一隔板，使流體流經(jīng)三個管長。,m管程的數(shù)目,依此類推:有隔板的換熱器，在流量Vs不變的前題下，其管內(nèi)的流速提高了。,雙管程——換熱器的一側(cè)放置隔板，使管內(nèi)流體流經(jīng)兩個管長；

稱為雙管程;管速為單管程的2倍。,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(20),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(21),問題：殼程的流速如何提高？,方法1)單殼程→雙殼程。

方法2)放置圓缺擋板，加強殼程流體的湍動程度,那么提高α↑。,殼程流速提高的措施,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(22),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(23),四、U型管換熱器,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(24),根據(jù)工藝條件要求及換熱流體的性質(zhì)，對換熱器的速率：

Q=KSΔtm，對概括換熱過程，可以設計換熱器，也可以選用換熱器（通用設備）。,換熱器涉及的計算：

第一個問題：流體滾動空間的選擇。選擇的根本原那么：

走管程的流體一般為：

1)不清潔的流體，易結(jié)垢的流體走管程(因易清洗)。

2)具有腐蝕性的流體走管程；

在管內(nèi)空間裝設養(yǎng)護用的襯里或籠罩層也對比便當，并輕易檢查。

3)壓強較高的流體走管程；

降低殼體受壓。

4)有毒流體走管內(nèi)（管程），制止泄漏機遇增多；

5)與外界溫差大的流體應走管內(nèi)(管程)。由于可以裁減熱損失。,五、管殼式換熱器的設計和選用,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(25),進入管間(殼程)的流體一般為：

1)飽和蒸汽確定走管間——殼程（管間、管外）；

由于：①冷凝水易排出；

②蒸汽明凈；

③飽和蒸汽的α較大，無需用提高流速增大α;④飽和蒸汽的α較大，走殼程蒸汽與殼體和列管都接觸，因此，產(chǎn)生的熱應力??；

2)被冷卻的流體走管間；

便于散熱；

同時裁減了載熱體的用量。

3)黏度較大的液體易走管間；

因管間的滾動截面和方向都在不斷變化，在低雷諾數(shù)下，管外給熱系數(shù)比管內(nèi)的大。

4)溫差變化較大及對流傳熱系數(shù)較大的流體移走管間。因管間的滾動截面和方向都在不斷變化，在低雷諾數(shù)下，管外給熱系數(shù)比管內(nèi)的大。,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(26),其次個問題：流體流速的選擇增加流體在換熱器中的流速，可以增大對流傳熱系數(shù)α，進一步增大總傳熱系數(shù)K，那么換熱器的換熱速率Q增大；

同時可以裁減管壁上的污垢，即裁減了傳熱的熱阻。

但是，流體流速增大后，便增大了流體的滾動阻力，增大動力的消耗。因此應通過經(jīng)濟核算后，選擇適合的流速。

閱歷數(shù)據(jù)可選擇：,一般流體：1)管程：0.5~3m/s；

2)殼程：0.2~1.5m/s；

易結(jié)垢流體:1)管程:1m/s；

2)殼程：0.5m/s；

氣體：

1)管程:50~30m/s；

2)殼程：3~15m/s,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(27),六、新型換熱器,1、板式換熱器,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(28),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(29),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(30),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(31),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(32),2、螺旋板換熱器,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(33),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(34),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(34),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(35),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(36),3、翅板式換熱器,2022/10/20,第五節(jié)換熱器(37),2022/10/20,第五節(jié)換熱器(37),2022/10/20,,2022/10/20,練習題：,1、過熱氨蒸汽于95℃進入一列管換熱器的內(nèi)管，經(jīng)冷凝于冷凝溫度30℃排出，氨氣由95℃冷卻到30℃時，放出熱量10000W，冷凝放出熱量64500W；

現(xiàn)用冷卻水冷卻冷凝，冷卻水進口溫度為15℃，逆流操作，在冷凝段，冷熱流體最小溫差為5℃，已知:氨α凝=8700W/m2℃；

冷卻時的α卻=58W/m2℃；

水側(cè)α水=1280W/m2℃;冷卻器內(nèi)管為?38×1.5mm。求此過程的K,Δtm和面積A。,已知：T1=95℃,Ts=30℃,t1=15℃解：分析：氨過熱蒸汽T1→T2=Ts(冷卻)→Ts(冷凝)=Ts計算應分成兩段,然后加和；

,2022/10/20,,2022/10/20,,2022/10/20,,結(jié)論：(1)Q凝=63500Q卻=10000；

K凝=1603.3K卻=51.2A凝=6.56A卻=8.04(2)溫升:Δt:Δt凝=25-15=10℃，Δt卻=26.5-25=1.5℃,所以：不用過熱蒸汽做加熱介質(zhì)，而用飽和蒸汽冷凝。,2022/10/20,,2、已知換熱器面積A=3m2，用表壓2kgf/cm2飽和蒸汽在管外加熱管內(nèi)的水,水流量為4000kg/h,從20℃加熱到80℃；

列管為φ25