五、換熱設(shè)備

　　(一)換熱設(shè)備分類

　　熱傳遞有3種基本方式：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。換熱器依據(jù)不同的傳遞機(jī)理設(shè)計(jì)。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于用途、操作條件、載熱體的特性等不同，出現(xiàn)了各種不同形式和結(jié)構(gòu)的換熱器。

　　1.按作用原理或傳熱方式分類

　　(1)混合式換熱器(或稱直接式換熱器)是通過換熱流體的直接接觸與混合作用進(jìn)行熱量交換的，如蒸汽直接加熱。

　　(2)蓄熱式換熱器。

　　(3)間壁式換熱器。

　　2.按生產(chǎn)中的使用目的分類

　　3.按換熱器所用材料分類

　　4.按換熱器傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)分類

　　(二)幾種常用換熱器

　　常用的換熱器有夾套式、蛇管式、套管式、列管式、板式等。

　　1.夾套式換熱器

　　夾套式換熱器主要用于反應(yīng)過程的加熱或冷卻。在用蒸汽進(jìn)行加熱時(shí)，蒸汽由上部接管進(jìn)入夾套，冷凝水則由下部接管流出。作為冷卻器時(shí)，冷卻介質(zhì)(如冷卻水)由夾套下部的接管進(jìn)入，而由上部的接管流出。

　　該種換熱器的傳熱系數(shù)較小，傳熱面又受到容器的限制，因此只適用于傳熱量不太大的場(chǎng)合。為了提高其傳熱性能，可在容器內(nèi)安裝攪拌器，使容器內(nèi)液體做強(qiáng)制對(duì)流;為了彌補(bǔ)傳熱面的不足，還可在容器內(nèi)安裝蛇管換熱器。

　　2.蛇管式換熱器

　　蛇管式換熱器可分沉浸式和噴淋式兩種。

　　(1)沉浸式蛇管換熱器。蛇管多以金屬管彎制，制成適應(yīng)容器要求的形狀，沉浸在容器中。兩種流體分別在蛇管內(nèi)、外流動(dòng)而進(jìn)行熱量交換。這種蛇管換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，便于防腐，能承受高壓。主要缺點(diǎn)是由于容器的體積較蛇管的體積大得多，故管外流體的對(duì)流換熱系數(shù)較小，因而總傳熱系數(shù)K值也較小。如在容器內(nèi)加攪拌器或減小管外空間，則可提高傳熱系數(shù)。

　　(2)噴淋式蛇管換熱器。多用作冷卻器。固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上，熱流體在管內(nèi)流動(dòng)，自最下端管進(jìn)入，由最上端管流出。冷卻水由最上面的多孔分布管(淋水管)流下，分布在蛇管上，并沿其兩側(cè)流至下面的管子表面，最后流入水槽而排出。

　　冷水在各管表面上流過時(shí)，與管內(nèi)流體進(jìn)行熱交換。這種設(shè)備常放置在室外空氣流通處，冷卻水在汽化時(shí)，可帶走部分熱量，可提高冷卻效果。它和沉浸式蛇管換熱器相比，具有便于檢修和清洗、傳熱效果較好等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是噴淋不易均勻。

　　3.套管式換熱器

　　套管式換熱器系用管件將兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接成為同心圓的套管，然后用180°的回彎管將多段套管串連而成。每一段套管稱為一程，程數(shù)可根據(jù)傳熱要求而增減，每程的有效長(zhǎng)度為4～6m。若管子太長(zhǎng)，管中間會(huì)向下彎曲，使環(huán)形中的流體分布不均勻。

　　套管式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造較簡(jiǎn)單;能耐高壓;傳熱面積可根據(jù)需要而增減;適當(dāng)?shù)剡x擇管子內(nèi)徑、外徑，可使流體的流速較大，且雙方的流體可做嚴(yán)格的逆流，有利于傳熱。缺點(diǎn)是：管間接頭較多，易發(fā)生泄漏;單位換熱器長(zhǎng)度具有的傳熱面積較小。故在需要傳熱面積不太大而要求壓強(qiáng)較高或傳熱效果較好時(shí)，宜采用套管式換熱器。

　　4.列管式換熱器

　　根據(jù)熱補(bǔ)償方法的不同，列管式換熱器有下面幾種形式：

　　(1)固定管板式換熱器。　　(2)U形管換熱器�！　�(3)浮頭式換熱器�！　∫陨蠋追N類型的列管式換熱器，都有系列標(biāo)準(zhǔn)可供選用。規(guī)格型號(hào)中通常標(biāo)明形式、殼體直徑、傳熱面積、承受的壓強(qiáng)和管程數(shù)等。

　　(4)填料函式列管換熱器。該換熱器的活動(dòng)管板和殼體之間以填料函的形式加以密封。在一些溫差較大、腐蝕嚴(yán)重且需經(jīng)常更換管束的冷卻器中應(yīng)用較多，其結(jié)構(gòu)較浮頭簡(jiǎn)單、制造方便、易于檢修清洗。

　　5.板片式換熱器

　　板片式換熱器的傳熱面是由冷壓成形或經(jīng)焊接的金屬板材構(gòu)成。屬于這類的換熱器的有螺旋板式換熱器、板式換熱器和板翅式換熱器等。

　　(1)螺旋板式換熱器

　　(2)板式換熱器

　　(3)板翅式換熱器

　　6.非金屬換熱器

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