化工原理課件全集合第6章?lián)Q熱器

1、第6章概述換熱器6.16.26.36.46.56.6管殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)管殼式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)系列管殼式換熱器的選用及校核計算新型換熱器簡介傳熱過程的強(qiáng)化途徑6.1概述6.1.16.1.26.1.3換熱器及其作用換熱器的分類間壁式換熱器的類型6.1.1換熱器及其作用加熱原料，如原油被加熱；冷卻產(chǎn)，如、煤油、柴油等產(chǎn)品的冷卻；余熱回收，如常、減壓爐頂部的煙氣余熱回收；6.1.2換熱器的分類按用途分：熱器、冷卻器、冷凝器、再沸、蒸發(fā)器等直接混合式熱式按冷熱流體接觸方式分：間式直接混合式：結(jié)構(gòu)單；傳熱效率高還可用于氣體的除塵、濕、冷及蒸汽的冷凝蓄熱式：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)單，溫；可改作；進(jìn)間歇式操作為切換式缺點(diǎn)

2、：冷、熱流體難免有定程度的合廣泛使用間壁式：6.1.3間壁式換熱器的類型夾套式換熱器要用于反應(yīng)過的加熱或冷，在容器外壁安裝夾套制成優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)單不便，K小，缺點(diǎn)：夾套內(nèi)傳熱面積 A受限夾 套 式 換熱 器攪拌器物料釜加熱蒸汽物料冷凝水蛇管換熱器減壓塔底渣油的冷卻沉浸式蛇管換熱器：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)單，價格低廉，停水時仍能保持定的水面，便于防腐；缺點(diǎn)： 地面積大，K較小噴淋式蛇管換熱器：結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：傳熱推動力大，傳熱直管水槽效果好，便于檢修和缺點(diǎn)：耗水量大，噴淋不易均勻，占面積較大噴 淋 式 冷 卻 器套管換熱器優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)單；u、A可增減；流體可保持純逆流，利于傳熱缺點(diǎn)：接頭多，易發(fā)漏；換熱器長度具有的傳熱

3、積較小流不大、A較小、要求壓強(qiáng)較高或傳熱效果較好的場合最管殼式換熱器列管式換熱器程板箱折板束浮頭封頭板1.固定管板式換熱器：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相對單，應(yīng)用廣泛缺點(diǎn)：殼程不易檢修和，此殼方流體應(yīng)是較凈不易結(jié)垢的物料。冷熱流體溫差不能太大（50)。熱補(bǔ)償方式：補(bǔ)償圈(或稱膨脹節(jié))方法簡，但不兩流體的溫度差太大(應(yīng)不大70)和殼方流體強(qiáng)過高(般不高于6atm)的場合2.浮頭式換熱器：優(yōu)點(diǎn)：浮頭在殼內(nèi)自伸縮，于冷熱流體溫差較大的情況；管束可從殼體中抽出，便于和檢修。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，金耗量較多，價較高熱補(bǔ)償方式：浮頭浮頭式換熱器3.U型管式換熱器：優(yōu)點(diǎn)：U型U殼內(nèi)自伸縮，于溫差較大的情況；換熱管可拉出殼外，便

4、于管外；量輕，結(jié)構(gòu)簡單（無后板和浮頭），耐高高缺點(diǎn)：內(nèi)，要求走潔流體；難于安裝折流板；管板利用率低熱補(bǔ)償方式：U型6.2管殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)6.2.1管束6.2.26.2.3管箱與浮頭殼體與封頭6.2.1管束管板及管子排列方式：正方形列正方形錯列三角形列三形錯列折流擋板：作用：高殼流體湍動程度，強(qiáng)化傳熱型式：圓缺式、圓盤式、缺角式等圓盤式缺式單殼程圓盤形折流板管殼式換熱器流體在殼內(nèi)的6.2.2程流體進(jìn)管箱與浮頭箱：口的場所，起分程流體的作用管浮頭：使其中改變方流體在，并使程與殼程流體分開單管程、雙程流體：管程板置圖6.2.3殼體與封頭作用：用以約束殼程流體的圓封頭體6.3換熱器的標(biāo)準(zhǔn)系列6.

5、3.1浮頭式：換熱器型號的表示625AES500.654碳素較高級冷拔熱mm,長6m公稱傳熱面積(m )公稱力(f c)體公稱 徑( )前為形 為后為數(shù)程數(shù)固定管板式：2.5625BES700544I1.6公稱傳熱積(m )程 殼程公稱壓力(f/c)殼體公稱直徑(mm)為為式為S程數(shù)程數(shù)較 級冷外徑長6.3.2標(biāo)準(zhǔn)換熱器的基本參數(shù)公稱壓力、傳熱面積、管子排列方式、外徑、管子總數(shù)、管程數(shù)、殼程數(shù)、管程與殼程流通面積、折流板間、折流板缺口拱高等在設(shè)計可根據(jù)要求查取相應(yīng)的參數(shù)。6.4管殼式換熱器的選用及校核計算6.4.1選用及設(shè)計原則6.4.2選用及設(shè)計步驟6.4.1選用及設(shè)計原則1.換熱器形式的選

6、擇：綜合考慮冷熱流體的溫差及殼程流體的性質(zhì)；2.管子的規(guī)格及排列方式：規(guī)格：長度：1.592mm 252.5mm兩種、2m、3m、6，其3m、6較多用排列方式：正角形列、方形直列、轉(zhuǎn)角方形排列3.流體的流速：u熱阻KA，污；但u力，動力消耗適宜的流速既要考慮經(jīng)濟(jì)權(quán)衡又要兼顧結(jié)構(gòu)上的要求，充分利用速是換熱器設(shè)藝允許的壓強(qiáng)降來選擇較高的流要原則的條4.流程的選擇：凈和易結(jié)垢的流體宜走性流體宜走管程，以免腐程，內(nèi)洗方便被腐束和殼體同，子便于強(qiáng)高的流體消耗量和檢修走管程，以免殼體受，省殼體金飽和蒸汽宜走殼程，以便及時較潔凈，以免污染殼程除冷凝液，且蒸汽被冷卻的流體走殼程，便于散熱，增強(qiáng)冷卻效果有流體宜

7、走管程，以減少環(huán)的機(jī)會粘度大的液體或流小的流體宜走殼程，使其在較小的Re時達(dá)到湍流若兩流體的溫差較大，大的流體走殼程，以減小和殼壁的度差5.換熱終溫：冷熱流體兩端的溫度由工藝條件規(guī)定；加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)出口溫度設(shè)計10確定；設(shè)計中，冷卻水兩溫差可取56.材料選用：根據(jù)操作、溫度及流體的腐性等來選用;金屬材料：碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅和非金屬材料：石墨、聚四氟乙烯、玻璃;不銹鋼和有色金屬材料抗腐蝕性能好，但價格相對較高7.管程和殼為了提數(shù)的確定：內(nèi)流速，可采用多管程是程數(shù)過多，導(dǎo)致程流體阻力加大，增加動力費(fèi)用；同多會使平均溫度差下降；此外多程隔板使管板上可利用的面積減少，設(shè)計時應(yīng)考慮這問題列等

8、四種式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)中管程數(shù)有1、2、4和6程采用多時，通應(yīng)使每的子數(shù)大致相等6.4.2選用及設(shè)計步驟1.試算并初選設(shè)備規(guī)格：途徑，根據(jù)傳熱任務(wù)計算熱負(fù)荷Q(1)確定流體；(2)確定流體兩端的溫度，選擇列式換熱器的型式；(3)計算t ，并根據(jù)溫度校正系數(shù)0.8的原則，決定殼程數(shù)；( )選定K值，由QKAtm 初步算出A，并確定換熱器的基本尺寸或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備規(guī)格2.核算總傳熱系數(shù)K：計算i 和 ，確定污垢熱阻R i和R，再計算K，比較K的初始值和 算值，若K/K. 51.25，則初選的設(shè)備合適 否則需另設(shè)K值，復(fù)以上算步驟3.核算傳熱面積A：計算所需傳熱 積A實(shí)際面積Aa，與換熱相比，當(dāng)復(fù)前述步驟(AA )/Ac0.10.2，所選換熱器適 ，否則4.