傳熱原理及傳熱設備

化工基礎(chǔ)知識培訓傳熱原理及傳熱設備培訓目標概述熱傳導

對流傳熱傳熱基本方程式和傳熱過程計算換熱器目錄培訓目標1、理解傳熱過程的基本概念，熟知傳熱的基本方式。2、掌握熱傳導的規(guī)律，理解熱導率的意義。3、掌握對流傳熱的規(guī)律，了解對流傳熱膜系數(shù)的因素。4、掌握傳熱基本方程。5、掌握傳熱操作的基本原理,知道工業(yè)上常用的換熱器。培訓目標6、會根據(jù)要求選擇流體的流動方向，熟知強化傳熱效果的途徑及措施。7、掌握間壁式換熱器的結(jié)構(gòu)和特點，了解其它常用換熱器的結(jié)構(gòu)特點，會選用換熱劑。8、了解常用換熱器的操作要點和常見事故的處理措施。5.1概述5.1.1傳熱在化工生產(chǎn)中的應用傳熱是重要的單元操作過程之一，傳熱的目的主要有以下幾方面：（1）加熱、冷卻或冷凝。使物料達到指定的溫度（2）換熱，以回收利用熱量或冷量。（3）保溫，以減少熱量或冷量的損失。5.1概述化工生產(chǎn)中遇到的傳熱問題通常有以下兩類：一類是要求強化傳熱，提高某一換熱設備的傳熱速率，減少設備的尺寸，降低設備費用；另一類是削弱傳熱，以減少熱損失，如高溫設備、低溫設備及管道的保溫隔熱等，要求傳熱速率越低越好。5.1概述5.1.2傳熱的基本方式傳熱的基本方式有三種：熱傳導、對流和輻射。（1）熱傳導（簡稱導熱）是指熱量從物體的高溫部分向同一物體的低溫部分傳遞，或從一個高溫物體向與其直接接觸的低溫物體傳遞的過程。在熱傳導過程當中，沒有物質(zhì)的宏觀位移。固體、靜止的流體或氣體的傳熱屬于導熱，在層流流體中，傳熱方向與流向垂直時也是熱傳導。5.1概述（2）對流傳熱（簡稱對流）是指在流體中各部分質(zhì)點發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞。對流傳熱過程中往往伴有熱傳導?；どa(chǎn)中通常將流體和固體壁面之間的傳熱稱為對流傳熱；若流體的運動是由于受到外力的作用所引起的，稱為強制對流；若流體的運動是由于流體內(nèi)部冷、熱部分的密度不同而引起的，則稱為自然對流。強制對流傳熱效果好。5.1概述（3）輻射傳熱（熱輻射）是指因熱的原因而產(chǎn)生電磁波進行傳遞能量的過程。物體將熱能以電磁波的形式向外界輻射，當被另一物體部分或全部接受后，又重新轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋］椛鋫鳠岵恍枰橘|(zhì)，物體溫度越高，熱輻射傳遞的熱量越多。事實上傳熱過程往往不是以某種傳熱方式單獨存在的，而是上述兩種或三種傳熱方式的組合。5.1概述5.1.3穩(wěn)定傳熱和非穩(wěn)定傳熱在傳熱過程中，各點的溫度只隨位置變化而不隨時間變化的過程稱為穩(wěn)定傳熱。若在傳熱過程中，各點的溫度除隨位置變化外還隨時間變化的過程稱為非穩(wěn)定傳熱?；どa(chǎn)中多為連續(xù)操作過程，屬于穩(wěn)定傳熱。5.1概述5.1.4熱載體及及其選擇擇在傳熱過過程中，，為將冷冷流體加加熱或熱熱流體冷冷卻，必必須用另另一種流流體供給給或取走走熱量，，參與傳傳熱的流流體稱為為載熱體體。溫度度較高而而放出熱熱能的載載熱體稱稱為熱載載熱體；；溫度較較低而吸吸收熱能能的載熱熱體稱為為冷載熱熱體。起起加熱作作用的載載熱體稱稱為加熱熱劑，起起冷卻或或冷凝作作用的載載熱體稱稱為冷卻卻劑或冷冷凝劑。。5.1概述在選擇載載熱體時時應考慮慮以下幾幾個方面面的因素素：（1）載熱體體的溫度度易于調(diào)調(diào)節(jié)。（2）載熱體體的飽和和蒸汽壓壓較小，，加熱時時不會分分解。（3）載熱體體毒性要要小，使使用安全全，對設設備無腐腐蝕或腐腐蝕性很很小。（4）載熱體體的價格格低廉且且容易得得到。通常，在在溫度不不超過180℃℃的條件下下，飽和和蒸汽是是最適宜宜的加熱熱劑，而而當溫度度不很低低時，水水和空氣氣是最適適宜的冷冷卻劑。。5.2熱傳導5.2.1熱傳導基基本規(guī)律律t1t2AQδ圖5-1單層平壁壁的熱傳傳導5.2熱傳導圖5-1所示為一一個由均均勻固體體物質(zhì)組組成的平平壁，面面積為A，壁厚是是δ，壁的兩兩面溫度度保持為為t1和t2。如果t1＞t2，則熱量量以熱傳傳導的方方式從溫溫度為t1的平面?zhèn)鱾鬟f到溫溫度為t2的平面。。則Q=λA/δ(t1-t2)(5-1)式(5-1)是熱傳導導方程式式。將其其改寫成成如下形形式：Q/A=Δt/R,（R為導熱熱熱阻）。。R=δ/λ（5-2）5.2熱傳導式中Q—導熱速率率，單位位時間內(nèi)內(nèi)傳導的的熱量W；A——導熱熱面面積積，，即即垂垂直直于于熱熱流流方方向向上上的的截截面面積積，，m2;λ—比例例系系數(shù)數(shù)，，稱稱為為熱熱導導率率，，W/（m··K）或或W/（m··℃℃）；；δ——平壁壁厚厚度度，，m；Δt——兩壁壁的的溫溫差差，，Δt=t1-t2，導熱熱的的推推動動力力，，K；R——導熱熱熱熱阻阻。。式（（5-2）表表明明，，平平壁壁材材料料的的熱熱導導率率越越小小、、平平壁壁越越厚厚，，則則熱熱傳傳導導阻阻力力就就越越大大。。熱熱導導率率值值越越大大，，則則物物質(zhì)質(zhì)的的導導熱熱能能力力越越強強。。5.2熱傳傳導導5.2.2熱導導率率熱導導率率λ是表表示示物物質(zhì)質(zhì)導導熱熱性性能能的的一一個個物物性性參參數(shù)數(shù)，，λ越大大，，導導熱熱越越快快。。λ在數(shù)數(shù)值值上上等等于于單單位位溫溫度度梯梯度度、、單單位位導導熱熱面面積積、、在在單單位位時時間間內(nèi)內(nèi)所所傳傳導導的的熱熱量量，，其其單單位位W（m.℃℃），，熱熱導導率率的的大大小小和和物物質(zhì)質(zhì)的的組組成成、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、密密度度、、溫溫度度、、濕濕度度等等因因素素有有關(guān)關(guān)，，對對于于氣氣體體還還與與壓壓強強變變化化有有關(guān)關(guān)。。5.2熱傳傳導導5.2熱傳傳導導1-水蒸蒸氣氣2-氧3-二氧氧化化碳碳4-空氣氣5-氮6-氬5.2.3多層層平平壁壁的的熱熱傳傳導導5.2.3多層層平平壁壁的的熱熱傳傳導導對于于穩(wěn)穩(wěn)定定傳傳熱熱，，熱熱量量在在平平壁壁內(nèi)內(nèi)沒沒有有積積累累，，因因而而數(shù)數(shù)量量相相等等的的熱熱量量依依次次通通過過各各層層平平壁壁，，則則：：工業(yè)業(yè)上上常常遇遇到到由由多多層層不不同同材材料料組組成成的的平平壁壁，，稱稱為為多多層層平平壁壁，，如如圖圖所所示示。。假假設設層層與與層層之之間間接接觸觸良良好好，，即即接接觸觸的的兩兩表表面面溫溫度度相相同同。。由由于于各各等等溫溫面面的的溫溫度度保保持持恒恒定定，，仍仍為為一一維維穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)導導熱熱，，通通過過各各層層的的熱熱流流量量均均等等于于Q，則則：：5.2.3多層層平平壁壁的的熱熱傳傳導導＝＝5.2.3多層層平平壁壁的的熱熱傳傳導導由以以上上可可見見，，對對于于多多層層平平壁壁的的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)熱熱傳傳導導，，其其總總的的推推動動力力即即為為總總的的溫溫度度差差，，而而總總的的熱熱阻阻為為各各層層熱熱阻阻之之和和。。這這與與電電工工學學中中串串聯(lián)聯(lián)電電阻阻的的歐歐姆姆定定律律類類似似。。各層層的的熱熱阻阻越越大大，，則則其其溫溫度度差差也也越越大大。。熱熱傳傳導導中中溫溫度度差差與與熱熱阻阻成成正正比比。。5.3.1對流流傳傳熱熱的的過過程程分分析析對流流傳傳熱熱是是借借流流體體質(zhì)質(zhì)點點的的移移動動和和混混合合而而完完成成的的，，因因此此對對流流傳傳熱熱與與流流體體流流動動狀狀況況密密切切相相關(guān)關(guān)。。當流體流過過固體壁面面時，由于于流體粘性性的作用，，使壁面附附近的流體體減速而形形成流動邊邊界層，邊邊界層內(nèi)存存在速度梯梯度。當邊邊界層內(nèi)的的流動處于于滯流狀況況時，稱為為滯流邊界界層；當邊邊界層內(nèi)的的流動發(fā)展展為湍流時時，稱為湍湍流邊界層層。但是，，即使是湍湍流邊界層層，靠近壁壁面處仍有有一薄層(滯流內(nèi)層)存在，在此此薄層內(nèi)流流體呈滯流流流動。滯滯流內(nèi)層和和湍流主體體之間稱為為緩沖層。。5.3.1對流傳熱的的過程分分析由于滯流內(nèi)內(nèi)層中流體體分層運動動，相鄰層層間沒有流流體的宏觀觀運動，因因此在垂直直于流動方方向上不存存在熱對流流，該方向向上的熱傳傳遞僅為流流體的熱傳傳導(實際上，在在滯流流動動時的傳熱熱總是要受受到自然對對流的影響響，使傳熱熱加劇)。由于流體體的導熱系系數(shù)較低，，使滯流內(nèi)內(nèi)層內(nèi)的導導熱熱阻很很大，因此此該層中溫溫度差較大大，即溫度度梯度較大大。在湍流流主體中，，由于流體體質(zhì)點的劇劇烈混合并并充滿旋渦渦；因此湍湍流主體中中溫度差(溫度梯度)極小，各處處的溫度基基本上相同同。在緩沖沖層區(qū)，熱熱對流和熱熱傳導的作作用大致相相同，在該該層內(nèi)溫度度發(fā)生較緩緩慢的變化化。圖5—3表示冷、熱熱流體在壁壁面兩側(cè)的的流動情況況和與流體體流動方向向相垂直的的某一截面面上的流體體溫度分布布情況。5.3.1對流傳熱的的過程分析析圖5—3對流傳熱的的溫度分布布情況5.3.1對流傳熱的的過程分分析由上分析可可知，對流流傳熱是集集熱對流和和熱傳導于于一體的綜綜合現(xiàn)象。。對流傳熱熱的熱阻主主要集中在在滯流內(nèi)層層，因此，，減薄滯流流內(nèi)層的厚厚度是強化化對流傳熱熱的主要途途徑。5.3.2對流傳熱速速率方程對流傳熱是是一復雜的的傳熱過程程，影響對對流傳熱速速率的因素素很多，而而且對不同同的對流傳傳熱情況又又有差別，，因此對流流傳熱的理理論計算是是很困難的的，目前工工程上仍按按下述的半半經(jīng)驗方法法處理。5.3.2對流傳熱速速率方程若以熱流體體和壁面間間的對流傳傳熱為例，，對流傳熱熱速率方程程可以表示示Q=α（T-Tw)S式中Q—局部對流傳傳熱速率，，W；S—傳熱面積，，m2；T－換熱器的的任一截面面上熱流體體的平均溫溫度，℃；；Tw—換熱器的任任一截面上上與熱流體體相接觸一一側(cè)的壁面面溫度，℃℃；α－比例系數(shù)數(shù)，又稱局局部對流傳傳熱膜系數(shù)數(shù)，W／(m2·℃℃)。5.3.3對流傳熱膜膜系數(shù)對流傳熱膜膜系數(shù)在數(shù)數(shù)值上等于于單位溫度度差下、單單位傳熱面面積的對流流傳熱速率率，其單位位W/(m2·℃)，它反映了了對流傳熱熱的快慢，，α愈大表示對對流傳熱愈愈快。對流傳熱系系數(shù)α與導熱系數(shù)數(shù)λ不同，它不不是流體的的物理性質(zhì)質(zhì)，而是受受諸多因素素影響的一一個系數(shù)，，反映對流流傳熱熱阻阻的大小。。例如流體體有無相變變化、流體體流動的原原因、流動動狀態(tài)、流流體物性和和壁面情況況(換熱器結(jié)構(gòu)構(gòu))等都影響對對流傳熱系系數(shù)。一般般來說，對對同一種流流體，強制制對流時的的要大于自自然對流時時的，有相相變時的要要大于無相相變時的。。5.4傳熱基本方方程式和傳傳熱過程的的計算5.4.1傳熱基本方方程式間壁式換熱熱器中的傳傳熱過程工業(yè)生產(chǎn)中中冷、熱兩兩種流體的的熱交換，，大多數(shù)情情況下不允允許兩種流流體直接接接觸，要求求用固體壁壁隔開，這這種換熱器器稱為間壁壁式換熱器器。（1）熱流體通通過對流傳傳熱將熱量量傳給固體體壁面；（（2）固體壁內(nèi)內(nèi)以傳導方方式將熱量量從高溫側(cè)側(cè)傳向低溫溫側(cè)；（3）熱量通過過對流傳熱熱從固體壁壁面?zhèn)鹘o冷冷流體。5.4傳熱基本方方程式和傳傳熱過程的的計算單位時間內(nèi)內(nèi)的傳熱量量，即傳熱熱速率Q，與傳熱面面積A及兩流體的的溫度差Δtm成正比，為為Q=KAΔΔtm(4-1)式中K----------比例系數(shù)，，稱為總傳傳熱系數(shù)，，W/m2··K(或W/m2··℃)；Q-----------傳熱速率，，J/s(或W)；A-----------傳熱面積積，m2；Δtm-------兩流體的平平均溫度差差，K(或℃)。5.4傳熱基本方方程式和傳傳熱過程的的計算上式稱傳熱熱速率方程程式或傳熱熱基本方程程式，它是是換熱器設設計最重要要的方程式式。當所要要求的傳熱熱速率Q、溫度差Δtm及總傳熱系系數(shù)K已知時，可可用傳熱速速率方程式式計算所需需要的傳熱熱面積A。5.4傳熱基本方方程式和傳傳熱過程的的計算5.4.2傳熱過程的的熱量衡算算熱負荷Ｑ的的確定根根據(jù)能能量衡算，，單位時間間內(nèi)熱流體體放出之熱熱量等于于冷流體吸吸收的熱量量（焓差法法），即兩流流體體均均無無相相變變化化（（溫溫差差法法）），，則則若熱熱流流體體只只有有相相變變化化而而無無溫溫度度的的變變化化，，例例如如飽飽和和蒸蒸氣氣冷冷凝凝時時（（潛潛熱熱法法）），，5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算5.4.3平均均溫溫度度差差的的計計算算冷、、熱熱流流體體通通過過間間壁壁的的傳傳熱熱過過程程是是熱熱流流體體與與壁壁面面的的對對流流傳傳熱熱，，壁壁內(nèi)內(nèi)的的導導熱熱和和另另一一側(cè)側(cè)壁壁面面與與冷冷流流體體的的對對流流傳傳熱熱三三個個環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)的的串串聯(lián)聯(lián)過過程程。。對對于于穩(wěn)穩(wěn)定定傳傳熱熱過過程程，，冷冷、、熱熱流流體體間間的的傳傳熱熱速速率率：：Q=KAΔΔtm5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算1）恒恒溫溫傳傳熱熱：：2）變變溫溫傳傳熱熱：：逆逆流流或或并并流流≤2時5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算3）錯錯流流和和折折流流時時的的按逆逆流流計計算算，，加加以以校校正正，，即即式式中中－－—按逆逆流流計計算算的的對對數(shù)數(shù)平平均均溫溫差差，，－—溫差差校校正正系系數(shù)數(shù)，，=f(P，R)，5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算5.4.4總傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)K（1）總總傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)的的計計算算對于于穩(wěn)穩(wěn)定定傳傳熱熱過過程程Q1=Q2=Q3=Q與傳傳熱熱基基本本方方程程式式Q=KAΔΔtm比較較得得當傳傳熱熱面面為為平平壁壁時時，，得得5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算若傳傳熱熱壁壁為為金金屬屬材材料料，，則則壁壁阻阻b/λλ較1/a1、1/a2小得得多多時時，，則則b/λλ可忽忽略略，，這這時時總總傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)可可簡簡化化成成下下式式對以以下下幾幾種種情情況況可可以以簡簡化化(1)管壁壁較較薄薄或或管管徑徑較較大大者者，，即即對對d外/d內(nèi)<2者，，可可近近似似取取A1=A2=Am，則則圓圓筒筒壁壁可可近近似似當當成成平平壁壁計計算算。。(2)當a1<<a2,且壁壁阻阻亦亦可可忽忽略略不不計計時時，，則則Q=K1A1ΔΔtm=a1A2ΔΔtm同理理，，當當a2<<a1，壁壁阻阻可可忽忽略略不不計計時時，，則則Q=K2A2ΔΔtm=a2AΔΔtm5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算（2）垢垢層層熱熱阻阻換熱熱器器操操作作一一段段時時間間后后，，其其傳傳熱熱表表面面常常有有污污垢垢積積存存，，使使傳傳熱熱減減少少。。此此層層雖雖不不厚厚，，但但熱熱阻阻大大。。在在計計算算總總傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)K時，，污污垢垢熱熱阻阻一一般般不不可可忽忽視視。。由由于于污污垢垢層層的的厚厚度度及及其其導導熱熱系系數(shù)數(shù)不不易易估估計計，，工工程程計計算算時時，，通通常常是是根根據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)驗驗選選用用污污垢垢熱熱阻阻。。5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算如傳傳熱熱面面兩兩側(cè)側(cè)污污垢垢熱熱阻阻分分別別用用Ra1及Ra2表示示，，對對傳傳熱熱面面為為平平壁壁而而言言，，其其總總的的熱熱阻阻為為5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算垢層層的的熱熱導導率率一一般般都都比比較較小小，，即即使使是是很很薄薄的的一一層層也也會會形形成成較較大大的的熱熱阻阻。。在在生生產(chǎn)產(chǎn)上上應應盡盡量量防防止止和和減減少少污污垢垢的的形形成成，，如如：：提提高高流流體體的的流流速速；；控控制制冷冷卻卻水水的的加加熱熱程程度度，，以以防防止止有有水水垢垢析析出出；；定定期期除除垢垢等等。。5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算5.4.5強化化傳傳熱熱的的措措施施(1)增大大傳傳熱熱溫溫度度差差(2）增增大大傳傳熱熱面面積積(3）提提高高傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算從傳傳熱熱系系數(shù)數(shù)公公式式來來看看，，要要提提高高K值，，就就要要設設法法提提高高α1，α2及λ，降降低低b和垢垢層層熱熱阻阻。。具具體體有有如如下下幾幾種種辦辦法法：：（1）增增加加湍湍流流程程度度，，減減小小層層流流邊邊界界層層厚厚度度。。（2）采采用用熱熱導導率率較較大大的的載載熱熱體體，，可可降降低低層層流流內(nèi)內(nèi)層層的的熱熱阻阻，，增增大大傳傳熱熱速速率率。。（3）采采用用有有相相變變的的載載熱熱體體，，其其對對流流傳傳熱熱膜膜系系數(shù)數(shù)較較高高。。5.4傳熱熱基基本本方方程程式式和和傳傳熱熱過過程程的的計計算算（4）在在流流體體中中加加入入固固體體顆顆粒粒，，利利用用固固體體顆顆粒粒的的擾擾動動作作用用，，使使對對流流傳傳熱熱膜膜系系數(shù)數(shù)增增大大；；同同時時可可減減少少污污垢垢的的形形成成，，降降低低污污垢垢熱熱阻阻。。（5）及時時除垢垢，防防止和和減少少結(jié)垢垢。5.5.換熱器器5.5.1工業(yè)換換熱方方式換熱器器是化化工、、石油油、食食品及及其他他許多多工業(yè)業(yè)部門門的通通用設設備，，在生生產(chǎn)中中占有有重要要地位位?；どa(chǎn)中中，換換熱器器可作作為加加熱器器、冷冷卻器器、冷冷凝器器、蒸蒸發(fā)器器和再再沸器器等，，應用用甚為為廣泛泛。由由于生生產(chǎn)規(guī)規(guī)模、、物料料的性性質(zhì)、、傳熱熱的要要求等等各不不相同同，故故換熱熱器的的類型型也是是多種種多樣樣。根根據(jù)冷冷、熱熱流體體熱量量交換換的原原理和和方式式基本本上可可分為為三大大類：：間壁壁式、、混合合式(直接接接觸式式）、、蓄熱熱式換換熱器器。5.5.換熱器器5.5.2間壁式式換熱熱器（1）列管管式換換熱器器（管管殼式式換熱熱器））列管式式換熱熱器又又稱為為管殼殼式換換熱器器，是是最典典型的的間壁壁式換換熱器器，歷歷史悠悠久，，占據(jù)據(jù)主導導作用用。主主要由由殼體體、管管束、、管板板、折折流擋擋板和和封頭頭等組組成。。一種種流體體在管管內(nèi)流流動，，其行行程稱稱為管管程；；另一一種流流體在在管外外流動動，其其行程程稱為為殼程程。管管束的的壁面面即為為傳熱熱面。。5.5.換熱器器優(yōu)點：：單位位體積積設備備所能能提供供的傳傳熱面面積大大，傳傳熱效效果好好，結(jié)結(jié)構(gòu)堅堅固，，可選選用的的結(jié)構(gòu)構(gòu)材料料范圍圍寬廣廣，操操作彈彈性大大，大大型裝裝置中中普遍遍采用用。為為提高高殼程程流體體流速速，往往往在在殼體體內(nèi)安安裝一一定數(shù)數(shù)目與與管束束相互互垂直直的折折流擋擋板。。折流流擋板板不僅僅可防防止流流體短短路、、增加加流體體流速速，還還迫使使流體體按規(guī)規(guī)定路路徑多多次錯錯流通通過管管束，，使湍湍動程程度大大為增增加。。常常用用的折折流擋擋板有有圓缺缺形和和圓盤盤形兩兩種，，前前者更更為常常用。。5.5.換熱器器列管式式換熱熱器在在操作作時，，由于于冷、、熱兩兩流體體的溫溫度不不同，，使外外殼和和管束束的溫溫度不不同，，導致致外殼殼和管管束的的熱膨膨脹不不同，，嚴重重時會會算壞壞換熱熱器，，一般般在管管壁與與殼壁壁溫度度相差差50℃℃以上時時，為為安全全起見見，換換熱器器應有有溫差差補償償裝置置。熱熱膨脹脹補償償辦法法有浮浮頭補補償、、補償償圈補補償和和U型管補補償?shù)鹊取?.5.換熱器器A、浮頭頭式補補償換熱器器的一一塊管管板用用法蘭與外殼殼相連連接，，另一一塊管管板不不與外外殼連連接，，以使使管子子受熱熱或冷冷卻時時可以以自由由伸縮縮，但但在這這塊管管板上上連接接一個個頂蓋蓋，稱稱之為為“浮浮頭””，所所以這這種換換熱器器叫做做浮頭式式換熱熱器。其優(yōu)優(yōu)點是是：管管束可可以拉拉出，，以便便清洗洗；管管束的的膨脹脹不變變殼體體約束束，因因而當當兩種種換熱熱器介介質(zhì)的的溫差差大時時，不不會因因管束束與殼殼體的的熱膨膨脹量量的不不同而而產(chǎn)生生溫差差應力力。其其缺點點為結(jié)結(jié)構(gòu)復復雜，，造價價高。。5.5.換熱器器B、補償償圈補補償這類換換熱器器的結(jié)結(jié)構(gòu)比比較簡簡單、、緊湊湊、造造價便便宜，，但管管外不不能機機械清清洗。。此種種換熱熱器管管束連連接在在管板板上，，管板板分別別焊在在外殼殼兩端端，并并在其其上連連接有有頂蓋蓋，頂頂蓋和和殼體體裝有有流體體進出出口接接管。。通常常在管管外裝裝置一一系列列垂直直于管管束的的擋板板。同同時管管子和和管板板與外外殼的的連接接都是是剛性性的，，而管管內(nèi)管管外是是兩種種不同同溫度度的流流體。。因此此，當當管壁壁與殼殼壁溫溫差較較大時時，由由于兩兩者的的熱膨膨脹不不同，，產(chǎn)生生了很很大的的溫差差應力力，以以至管管子扭扭彎或或使管管子從從管板板上松松脫，，甚至至毀壞壞換熱熱器。。5.5.換熱器為了克服溫溫差應力必必須有溫差差補償裝置置，一般在在管壁與殼殼壁溫度相相差50℃以上時，為為安全起見見，換熱器器應有溫差差補償裝置置。但補償償裝置（膨膨脹節(jié)）只只能用在殼殼壁與管壁壁溫差低于于60～70℃和殼程流體體壓強不高高的情況。。一般殼程程壓強超過過0.6Mpa時由于補償償圈過厚，，難以伸縮縮，失去溫溫差補償?shù)牡淖饔?，就就應考慮其其他結(jié)構(gòu)。。5.5.換熱器C、U型管補償U型管換熱器器，每根管管子都彎成成U形，兩端固固定在同一一塊管板上上，每根管管子皆可自自由伸縮，，從而解決決熱補償問問題。管程程至少為兩兩程，管束束可以抽出出清洗，管管子可以自自由膨脹。。其缺點是是管子內(nèi)壁壁清洗困難難，管子更更換困難，，管板上排排列的管子子少。優(yōu)點點是結(jié)構(gòu)簡簡單，質(zhì)量量輕，適用用于高溫高高壓條件。。5.5.換熱器（2）蛇管式換換熱器結(jié)結(jié)構(gòu)：：蛇管一般般由金屬管管子彎繞而而制成，適適應容器所所需要的形形狀，沉浸浸在容器內(nèi)內(nèi)，冷熱流流體在管內(nèi)內(nèi)外進行換換熱。優(yōu)優(yōu)點點：結(jié)構(gòu)簡簡單，價格格便宜，材材料適應性性強、能承承受高壓。。缺缺點：傳傳熱面積不不大，蛇管管外對流傳傳熱系數(shù)小小。為了強化傳傳熱，容器器內(nèi)加攪拌拌。5.5.換熱器（3）夾套式換換熱器結(jié)結(jié)構(gòu)：：夾套裝在在容器外部部，在夾套套和容器壁壁之間形成成密閉空間間，成為一一種流體的的通道。優(yōu)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，加加工方便。。缺缺點：傳傳熱面積小小，傳熱效效率低。用用途途：廣泛用用于反應器器的加熱和和冷卻。為為了提提高傳熱效效果，可在在釜內(nèi)加攪攪拌器或蛇蛇管和外循循環(huán)。5.5.換熱器（4）翅片管式式換熱器翅片管換熱熱器，是為為了提高換換熱效率，，通常在換換熱管的表表面通過加加翅片，增增大換熱管管的外表面面積（或內(nèi)內(nèi)表面積）），并且增增強了流體體的湍流程程度，使流流體的對流流傳熱膜系系數(shù)得以提提高，強化化傳熱過程程，從而達達到提高換換熱效率的的目的（具具體見圖））。5.5.換熱器（5）螺旋板式式換熱器螺旋板式換換熱器是一一種高效換換熱器設備備,適用汽－汽汽、汽－液液、液－液液，對液傳傳熱。它適適用于化學學、石油、、溶劑、醫(yī)醫(yī)藥、食品品、輕工、、紡織、冶冶金、軋鋼鋼、焦化等等行業(yè)。按按結(jié)構(gòu)形形式可分為為不可拆拆式（Ⅰ型）螺旋板板式及可拆拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板板式換熱熱器5.5.換熱器本設備由兩兩張間距一一定的平行行薄金屬板板卷制而成成，形成了了兩個均勻勻的螺旋通通道，兩種種傳熱介質(zhì)質(zhì)可進行全全逆流流動動，大大增增強了換熱熱效果，即即使兩種小小溫差介質(zhì)質(zhì)，也能達達到理想的的換熱效果果。