傳熱及主要設(shè)備換熱器

傳熱及主要設(shè)備—換熱器通用機(jī)械部分2023/1/111傳熱的基本知識化工生產(chǎn)需要大規(guī)模地改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，而這些性質(zhì)的變化都涉及熱能的傳遞，主要應(yīng)用在：（1）化學(xué)反應(yīng)：向反應(yīng)器提供熱量或從反應(yīng)器移走熱量；（2）蒸發(fā)、蒸餾、干燥：按一定的速率向這些設(shè)備輸入熱量；（3）高溫或低溫設(shè)備：隔熱保溫，減少熱損失；（4）熱能的合理利用和廢熱回收。2023/1/112熱量傳遞的方式（1）熱傳導(dǎo)：依靠物體中微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)，如固體中的傳熱；（2）熱對流：流體質(zhì)點(diǎn)（微團(tuán)）發(fā)生宏觀相對位移而引起的傳熱現(xiàn)象，對流傳熱只能發(fā)生在流體中，通常把傳熱表面與接觸流體的傳熱也稱為對流傳熱；（3）熱輻射：高溫物體以電磁波的形式進(jìn)行的一種傳熱現(xiàn)象，熱輻射不需要任何介質(zhì)做媒介；在高溫情況下，輻射傳熱成為主要傳熱方式。2023/1/113換熱器的分類換熱器的種類很多，就換熱原理來分，可以分為三大類間壁式換熱器：冷、熱流體被固體傳熱表面隔開，而熱量的傳遞通過固體傳遞面而進(jìn)行。直接接觸式換熱器：冷、熱流體直接接觸進(jìn)行熱量交換。蓄熱式換熱器：冷、熱流體交替通過傳熱表面，冷流體通過時(shí)貯存冷量，熱流體通過時(shí)取走冷量。2023/1/114按工藝功能分類（1）冷卻器：冷卻工藝物流的設(shè)備。冷卻劑有水、氨、氟利昂等。（2）加熱器：加熱工藝物流的設(shè)備。加熱介質(zhì)有水蒸汽、導(dǎo)熱油、熔鹽等。（3）再沸器：用于蒸發(fā)蒸餾塔底部的物料設(shè)備；分熱吸式和動(dòng)力循環(huán)式再沸器。（4）冷凝器：蒸餾塔頂物流的冷凝或者反應(yīng)器冷凝循環(huán)回流的設(shè)備。（5）蒸發(fā)器：專門用于蒸發(fā)溶液中水分或者溶劑的設(shè)備。（6）過熱器：對飽和蒸汽再加熱升溫的設(shè)備。（7）廢熱鍋爐：由工藝的高溫物流或者廢氣中回收其熱量而產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。（8）換熱器：兩種不同溫位的工藝物流相互進(jìn)行熱交換能量的設(shè)備。2023/1/115按傳熱方式的結(jié)構(gòu)分類管殼式：固定管板式、浮頭式、填料函式、U形管式板式：波紋板式、板翅式、螺旋板式、傘板式管式：空冷器、套管式、噴淋管式、箱管式液膜式：升降膜式、刮板薄膜式、離心薄膜式其它型式：板殼式熱管2023/1/116直接接觸傳遞熱量式2023/1/117常用換熱器的各種型式套管式換熱器冷溶液進(jìn)

冷溶液出熱溶液進(jìn)熱溶液出2023/1/118常用換熱器的各種型式固定管式換熱器2023/1/119常用換熱器的各種型式浮頭式換熱器2023/1/1110常用換熱器的各種型式U形管式換熱器2023/1/1111常用換熱器的各種型式波紋板式換熱器1.固定壓緊板2.夾緊螺栓3.前端板4.換熱板片5.密封墊片6.后端板7.下導(dǎo)板8.后支柱9.活動(dòng)壓緊板10.上導(dǎo)板2023/1/1112常用換熱器的各種型式波紋板式換熱器2023/1/1113常用換熱器的各種型式釬焊板式換熱器2023/1/1114常用換熱器的各種型式螺旋板式換熱器2023/1/1115常用換熱器的各種型式螺旋板式換熱器Ⅰ型不可拆2023/1/1116常用換熱器的各種型式螺旋板式換熱器Ⅱ型一端可拆Ⅲ型兩端可拆2023/1/1117常用換熱器的各種型式浸沒式蛇管換熱器2023/1/1118常用換熱器的各種型式套管式換熱器2023/1/1119常用換熱器的各種型式板翅式換熱器2023/1/1120常用換熱器的各種型式板翅式換熱器：空分裝置2023/1/1121換熱器的熱量傳導(dǎo)計(jì)算Q=K×A×Δt/L式中：Q——傳熱熱量K——導(dǎo)熱系數(shù)A——傳熱面積Δt——傳熱溫差L——傳熱距離2023/1/1122傳熱的基本方式原理：傳熱過程總是熱量從溫度高的物體傳給溫度低的物體，熱量從熱流體傳給壁面，壁面再傳給冷流體。2023/1/1123傳熱原理圖溫度變化曲線熱流體冷流體2023/1/1124流體傳熱溫差

Δt的概念：在實(shí)際換熱器的傳熱過程中，冷熱流體的溫度沿?fù)Q熱面一般都是變化的，溫差不是一個(gè)常數(shù)，因此在運(yùn)用傳熱計(jì)算時(shí)，引入平均溫差Δt的概念。2023/1/1125流體溫度變化規(guī)律順流：兩股流體平行同向流動(dòng)。逆流：兩股流體平行逆向流動(dòng)。叉流：兩股流體流動(dòng)方向垂直。2023/1/1126流體溫度變化規(guī)律順流逆流2023/1/1127K的取值1.查取K值：流體種類總傳熱系數(shù)KW/(m2·K)水—?dú)怏w12~60水—水800~1800水—煤油350左右水—有機(jī)溶劑280~850氣體—?dú)怏w12~35飽和水蒸氣—水1400~4700飽和水蒸氣—?dú)怏w30~300飽和水蒸氣—油60~350飽和水蒸氣—沸騰油290~8702023/1/1128K的取值2.實(shí)驗(yàn)測定K值:通過測量Q、A、Δt

計(jì)算KA×ΔtQ×LK=2023/1/1129結(jié)垢的危害換熱器在運(yùn)行一段時(shí)間后，流體介質(zhì)中的可沉積物會在換熱表面上生成垢層，有時(shí)換熱面還會被流體腐蝕而形成垢層，垢層產(chǎn)生附加熱阻，使總傳熱系數(shù)減小，傳熱速率顯著下降，因垢層導(dǎo)熱系數(shù)很小，即使厚度不大，垢層熱阻也很大，往往會成為主要熱阻，必須給予足夠