《換熱器的分類與列管式換熱器》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《換熱器的分類與列管式換熱器(28頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第 九 章 換 熱 器第 一 節(jié) 換 熱 器 的 分類 第一節(jié) 換熱器的分類前述一 、 定 義 : 換 熱 器 是 進(jìn) 行 熱 量 傳 遞 的 設(shè) 備 。 1、 如 : 開 水 鍋 爐 、 水 杯 、 冰 箱 、 空 調(diào) 等 。2、 是 許 多 工 業(yè) 部 門 廣 泛 應(yīng) 用 的 通 用 工 藝 設(shè) 備 。通 常 , 在 化 工 廠 的 建 設(shè) 中 , 換 熱 器 約 占 總 投 資的 10 20 。3、 按 工 藝 用 途 不 同 可 分 為 : 加 熱 器 、 冷 卻 器 、蒸 發(fā) 器 、 冷 凝 器 、 再 沸 器 、 廢 熱 鍋 爐 等 。 3、按工藝用途不同換熱器可分為: 冷 卻 器
2、冷 凝 器蒸 發(fā) 器 ( 發(fā) 生 相 變 )加 熱 器 ( 一 般 不 發(fā) 生 相 變 )再 沸 器 廢 熱 鍋 爐 4、按傳熱方式不同換熱器可分為:按 傳 熱 方 式 或 工 作 原 理 分 類( 1) 混 合 式 換 熱 器 ( 直 接 接觸 式 換 熱 器 )傳 熱 效 果 好 , 但 不 能用 于 發(fā) 生 反 應(yīng) 或 有 影響 的 流 體 之 間 直 接 接 觸 式 換 熱 器 熱 流 體 冷 流 體熱 流 體 冷 流 體 ( 2) 蓄 熱 式 換 熱 器溫 度 較 高 的 場(chǎng) 合 ,但 有 交 叉 污 染 ,溫 度 波 動(dòng) 大 蓄熱式換熱器 冷 流 體 冷 流 體熱 流 體熱 流 體
3、 換 熱 分 兩 個(gè) 階 段 進(jìn) 行 。 第 一 階 段 , 熱 氣體 通 過(guò) 火 格 子 , 將 熱 量 傳 給 火 格 子 而 貯 蓄 起來(lái) 。 第 二 階 段 , 冷 氣 體 通 過(guò) 火 格 子 , 接 受 火格 子 所 儲(chǔ) 蓄 的 熱 量 而 被 加 熱 。 這 兩 個(gè) 階 段 交 替 進(jìn) 行 。 ( 3) 間 壁 式 重 點(diǎn) 又 稱 表 面 式 換 熱 器利 用 間 壁 ( 固 體 壁 面 ) 進(jìn) 行 熱 交 換 。冷 熱 兩 種 流 體 隔 開 , 互 不 接 觸 , 熱 量由 熱 流 體 通 過(guò) 間 壁 傳 遞 給 冷 流 體 。應(yīng) 用 最 為 廣 泛 , 形 式 多 種 多 樣
4、 ,如 管 殼 式 換 熱 器 、 板 式 換 熱 器 等 列 管 式 換 熱 器 下 面 我 們 來(lái) 看 一 看 列 管 式 換 熱 器 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 列 管 式 換 熱 器 的 組 成 : 固 定 管 板 式 換 熱 器浮 頭 式 換 熱 器U形 管 式 換 熱 器填 料 函 式 換 熱 器一 、 列 管 式 換 熱 器 的 類 型根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 的 不 同 可 分 為 : ( 一 ) 固 定 管 板 式 換 熱 器固 定 管 板 式 換 熱 器 固 定 管 板 式 換 熱 器 的 管 子 、 管 板 和 殼 體 剛性 地 連 在 一 起 。注 : 管 程 : 管 內(nèi) 流 體
5、 所 經(jīng) 過(guò) 的 路 程 或 空 間 稱為 管 程 。 殼 程 : 從 管 外 ( 殼 體 內(nèi) ) 流 過(guò) 的 流 體所 經(jīng) 過(guò) 的 路 程 或 空 間 稱 為 殼 程 。 溫差應(yīng)力一、管壁與殼壁溫度差引起的溫差應(yīng)力 1、 溫 差 應(yīng) 力 產(chǎn) 生 的 原 因 殼 體 與 管 子 的 膨 脹 與 壓 縮 當(dāng) 操 作 時(shí) (圖 b),殼 體和 管 子 的 溫 度 都 升 高 ,若 管壁 溫 度 高 于 殼 壁 溫 度 ,則 管子 自 由 伸 長(zhǎng) 量 和 殼 體 自 由 伸長(zhǎng) 量 不 同 , 由 于 管 子 與 殼 體是 剛 性 連 接 , 所 以 管 子 和 殼體 的 實(shí) 際 伸 長(zhǎng) 量 必 須
6、相 等 ,見 圖 c, 因 此 就 出 現(xiàn) 殼 體 被拉 伸 , 產(chǎn) 生 拉 應(yīng) 力 ; 管 子 被壓 縮 , 產(chǎn) 生 壓 應(yīng) 力 。 此 拉 、壓 應(yīng) 力 就 是 溫 差 應(yīng) 力 。 3、 溫 差 應(yīng) 力 的 補(bǔ) 償 減 少 殼 體 與 管 束 間 的 溫 度 差 裝 設(shè) 撓 性 構(gòu) 件 將 傳 熱 膜 系 數(shù) 大 的 流 體 通 入 管 間 空 間用 得 最 多 的 是 在 固 定 管 板 式 換 熱 器 的 殼 體 上 裝 設(shè)波 形 膨 脹 節(jié) 裝 有 膨 脹 節(jié) 的 固 定 管 板 式 換 熱器 只 能 在 管 壁 與 殼 壁 溫 差 低 于6070 及 課 程 流 體 壓 力 不 高
7、 的 情況 下 使 用 。 使 殼 體 和 管 束 自 由 熱 膨 脹 換 熱 器 的 管 束 有 一 端 能 自 由 伸 縮 , 這 樣 殼 體 和 管束 的 熱 脹 冷 縮 便 互 不 牽 制 , 可 自 由 地 進(jìn) 行 。 所 以這 種 結(jié) 構(gòu) 完 全 消 除 了 熱 應(yīng) 力 。優(yōu)點(diǎn):結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 緊 湊 、 能 承 受 較 高 的 壓 力 , 造 價(jià) 低 ,管 程 清 洗 方 便 , 管 子 損 壞 時(shí) 易 于 堵 管 或 更 換 。缺 點(diǎn) : 不 易 清 洗 殼 程 , 殼 體 和 管 束 中 可 能 產(chǎn) 生 較 大 的熱 應(yīng) 力 。 為 減 少 熱 應(yīng) 力 , 通 常 在 固
8、 定 管 板 式 換 熱 器 中 設(shè) 置 柔 性 元件 ( 如 膨 脹 節(jié) 、 撓 性 管 板 等 ) , 來(lái) 吸 收 熱 膨 脹 差 。帶 膨 脹 節(jié) 的 固 定 管 板 式 換 熱 器圖 7-2 固 定 管 板 式 換 熱 器 圖 7-3 帶 補(bǔ) 償 器 的 固 定 管 板 式 換 熱 器適 用 場(chǎng) 合 : 適 用 于 殼 程 介 質(zhì) 清 潔 , 不 易 結(jié) 垢 , 管 程 需 清洗 以 及 溫 差 不 大 或 溫 差 雖 大 但 是 殼 程 壓 力 不 大 的 場(chǎng) 合 。 ( 二 ) 浮 頭 式 換 熱 器優(yōu)點(diǎn): 管 內(nèi) 和 管 間 清 洗 方 便 , 不 會(huì) 產(chǎn) 生 熱 應(yīng) 力 。缺點(diǎn)
9、: 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 , 設(shè) 備 笨 重 , 造 價(jià) 高 , 浮 頭 端 小 蓋 在 操 作 中 無(wú) 法 檢 查 , 密 封 要 求 嚴(yán) 格 , 泄 漏 量 不 大 時(shí) 不 易 察 覺(jué) 。 適用場(chǎng)合:殼 體 和 管 束 之 間 壁 溫 相 差 較 大 , 或 介 質(zhì) 易 結(jié) 垢 的 場(chǎng) 合 。浮 頭 式 換 熱 器圖 7-4 浮 頭 式 換 熱 器 ( 二 ) 浮 頭 式 換 熱 器浮 頭 式 換 熱 器圖 7-4 浮 頭 式 換 熱 器 浮 頭 式 換 熱 器 的 一 端 管 板 與 殼 體 固 定 連 接 , 另一 端 則 不 與 殼 體 連 接 , 用 一 較 小 的 端 蓋 或 管 箱
10、單 獨(dú)密 封 , 稱 為 浮 頭 。 ( 三 ) 填 料 函 式 換 熱 器 填 料 函 式 密 封填 料 函 式 換 熱 器 填 料 函 式 換 熱 器 是 將 浮 頭 式 換 熱 器 的 浮頭 移 到 殼 體 外 邊 , 浮 頭 與 殼 體 之 間 采 用 填 料函 進(jìn) 行 密 封 。 ( 三 ) 填 料 函 式 換 熱 器優(yōu)點(diǎn):結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 , 加 工 制 造 方 便 , 造 價(jià) 低 , 管 內(nèi) 和 管 間 清 洗 方 便 。 缺點(diǎn):填 料 處 易 泄 漏 。 適用場(chǎng)合: 4MPa 以 下 , 且 不 適 用 于 易 揮 發(fā) 、 易 燃 、 易 爆 、 有 毒 及 貴 重 介 質(zhì) ,
11、使 用 溫 度 受 填 料 的 物 性 限 制 。填 料 函 式 密 封填 料 函 式 換 熱 器 ( 四 ) U形 管 式 換 熱 器U型 管 式 換 熱 器優(yōu)點(diǎn):結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 , 價(jià) 格 便 宜 , 承 受 能 力 強(qiáng) , 不 會(huì) 產(chǎn) 生 熱 應(yīng) 力 。缺點(diǎn):布 管 少 , 管 板 利 用 率 低 , 管 內(nèi) 清 潔 困 難 , 管 子 壞 時(shí) 不 易 更 換 。適用場(chǎng)合:特 別 適 用 于 管 內(nèi) 走 清 潔 而 不 易 結(jié) 垢 的 高 溫 、 高 壓 場(chǎng) 合 。圖 7-6 U形 管 式 換 熱 器 U形 管 式 換 熱 器 U形 管 式 換 熱 器 課 堂 提 問(wèn)說(shuō) 出 換 熱 器 類 型固 定 管 板 式 換 熱 器 浮 頭 式 換 熱 器U形 管 式 換 熱 器填 料 函 式 換 熱 器 小 結(jié)1、 換 熱 器 的 分 類 , 按 傳 熱 方 式 不 同 分 為1) 混 合 式 換 熱 器2) 蓄 熱 式 換 熱 器3) 間 壁 式 換 熱 器2、 列 管 式 換 熱 器 的 類 型 作 業(yè) 布 置1、 換 熱 器 按 工 藝 用 途 分 為 哪 幾 類 ?2、 什 么 是 管 程 ? 什 么 是 殼 程 ?3、 列 管 式 換 熱 器 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 的 不 同 分為 哪 幾 種 類 型 ? 謝 謝 ! !