換熱器原理與設(shè)計(jì)緒論

換熱器原理與設(shè)計(jì)緒論第1頁(yè)/共122頁(yè)Ⅰ.課程教學(xué)說(shuō)明1、使用教材2、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配3、講課方法4、考核標(biāo)準(zhǔn)第2頁(yè)/共122頁(yè)《換熱器原理與設(shè)計(jì)》出版社:

北京航空航天大學(xué)出版社作者：余建祖1、教材第3頁(yè)/共122頁(yè)1.熱工與流體力學(xué)基礎(chǔ)ISBN：978-7-111-36441-2作者：蔣祖星主編出版日期：2012-02-28出版社：機(jī)械工業(yè)出版社參考教材：2.熱交換器ISBN：978-7-111-38246-1作者：王亞榮田智敏馬洪源編出版日期：2012-07-18出版社：機(jī)械工業(yè)出版社第4頁(yè)/共122頁(yè)2、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配總學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)換熱器基礎(chǔ)理論教學(xué)：36學(xué)時(shí)康玉寬太陽(yáng)能集熱器介紹：2學(xué)時(shí)陳軍模具設(shè)計(jì)相關(guān)：2學(xué)時(shí)武燕制造相關(guān)：4學(xué)時(shí)徐學(xué)林緒論：4學(xué)時(shí)何運(yùn)琪第5頁(yè)/共122頁(yè)3、授課方法4、考核標(biāo)準(zhǔn)（暫定）課堂表現(xiàn)及作業(yè)或論文教師授課＋課堂討論為主學(xué)生自學(xué)相關(guān)知識(shí)為輔何運(yùn)琪：10分康玉寬：70分陳軍：5分武燕：5分徐學(xué)林：10分合計(jì)：100分第6頁(yè)/共122頁(yè)成績(jī)?cè)u(píng)定⑴平時(shí)成績(jī)（占60%），合計(jì)60分。①課堂表現(xiàn)（占30%），小計(jì)30分。課堂考勤：曠課一次扣5分，

30分扣完為止！遲到、早退、中途溜號(hào)一次扣3分，

30分扣完為止！課堂問(wèn)題討論、回答：答不出每項(xiàng)扣3分，錯(cuò)誤每項(xiàng)扣2分，

30分扣完為止！

課堂筆記：漏一次扣3分，

30分扣完為止！書(shū)面作業(yè)：缺一次扣4分，

30分扣完為止！第7頁(yè)/共122頁(yè)②平時(shí)測(cè)試（占15%），小計(jì)15分?？疾?、隨堂測(cè)試、大作業(yè)。③創(chuàng)造創(chuàng)新（占15%），小計(jì)15分。大作業(yè)、論文。⑵期末考試（占40%），合計(jì)40分。關(guān)于換熱器方面的論文。⑶總計(jì)：60+40=100分。第8頁(yè)/共122頁(yè)1.為什么要開(kāi)設(shè)本門(mén)課程？⑴課程的研究對(duì)象⑵課程定位⑶設(shè)置該課的目的和原因Ⅱ.課程簡(jiǎn)介第9頁(yè)/共122頁(yè)⑴課程的研究對(duì)象換熱器：把熱量從一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)的設(shè)備。第10頁(yè)/共122頁(yè)⑵課程定位該課程是過(guò)控、暖通、能源等專業(yè)的專業(yè)課程。

學(xué)生主要學(xué)習(xí)過(guò)物理化學(xué)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等方面的基本理論和基本知識(shí)。

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生受到機(jī)械設(shè)計(jì)、測(cè)控技能和工程科學(xué)研究的基本訓(xùn)練；掌握對(duì)單元設(shè)備及成套裝備的優(yōu)化設(shè)計(jì)、創(chuàng)新改造和新型裝置技術(shù)開(kāi)發(fā)研究的基本能力。第11頁(yè)/共122頁(yè)⑶設(shè)置該課的目的和原因②學(xué)院改革及發(fā)展定位的需要。③校本能力建設(shè)（依托學(xué)校的行業(yè)資源）。①拓展學(xué)生知識(shí)面、培養(yǎng)（專業(yè)）創(chuàng)新能力。第12頁(yè)/共122頁(yè)①拓展學(xué)生知識(shí)面、培養(yǎng)（專業(yè)）創(chuàng)新能力“博”和“創(chuàng)”創(chuàng)新是人類所特有的創(chuàng)造性勞動(dòng)的體現(xiàn)，是人類社會(huì)進(jìn)步的核心動(dòng)力和源泉。博學(xué)是創(chuàng)新的基礎(chǔ)第13頁(yè)/共122頁(yè)建筑節(jié)能

和

健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)②學(xué)院改革及發(fā)展定位的需要。第14頁(yè)/共122頁(yè)建筑節(jié)能的行業(yè)認(rèn)識(shí)

建筑節(jié)能：指在建筑材料生產(chǎn)、房屋建筑和構(gòu)筑物施工及使用過(guò)程中，滿足同等需要或達(dá)到相同目的的條件下，盡可能降低能耗。第15頁(yè)/共122頁(yè)國(guó)務(wù)院印發(fā)：國(guó)發(fā)〔2013〕30號(hào)《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)》“意見(jiàn)”指出：開(kāi)展綠色建筑行動(dòng)。到2015年，新增綠色建筑面積10億平方米以上，城鎮(zhèn)新建建筑中二星級(jí)及以上綠色建筑比例超過(guò)20%；建設(shè)綠色生態(tài)城（區(qū)）。推進(jìn)既有居住建筑供熱計(jì)量和節(jié)能改造；帶動(dòng)綠色建筑建設(shè)改造投資和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第16頁(yè)/共122頁(yè)③校本能力建設(shè)：

依托學(xué)校的行業(yè)資源，認(rèn)識(shí)學(xué)校的行業(yè)能力。學(xué)院的建筑節(jié)能項(xiàng)目簡(jiǎn)介

新型多能源復(fù)用中央熱水及空調(diào)系統(tǒng)：

利用太陽(yáng)能、污水能、空氣能以及少量的電能為集中住宅用戶提供洗浴熱水、適宜的溫度環(huán)境、濕度環(huán)境、空氣環(huán)境。主要技術(shù)：熱泵技術(shù)、換熱器技術(shù)、控制系統(tǒng)第17頁(yè)/共122頁(yè)A.生產(chǎn)全部零部件、組裝機(jī)器。B.生產(chǎn)一部分關(guān)鍵的零部件，其余由其它企業(yè)供應(yīng)。C.不生產(chǎn)零部件，自己只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、組裝與銷售。

企業(yè)組織產(chǎn)品生產(chǎn)的模式：

D.完全不生產(chǎn)實(shí)體產(chǎn)品，自己只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)與銷售。

城市學(xué)院的模式是那種？問(wèn)：B.第18頁(yè)/共122頁(yè)一、能量與能源1、能量物質(zhì)和能量是構(gòu)成客觀世界的基礎(chǔ)。科學(xué)史觀認(rèn)為：世界是由物質(zhì)構(gòu)成的，沒(méi)有物質(zhì)世界便虛無(wú)飄渺。運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的方式，是物質(zhì)固有的屬性，能量則是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的度量。Ⅲ.前言第19頁(yè)/共122頁(yè)宇宙間一切運(yùn)動(dòng)著的物體，都具有能量，人類的一切活動(dòng)都與能量及其使用緊密相關(guān)。所謂能量，也就是“產(chǎn)生某種效果（變化）的能力”。反過(guò)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生某種效果（變化），必然伴隨能量的消耗和轉(zhuǎn)換。第20頁(yè)/共122頁(yè)人類所認(rèn)識(shí)的六種能量形式機(jī)械能熱能電能輻射能化學(xué)能核能機(jī)械能是與物體宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)或空間狀態(tài)相關(guān)的能量，前者稱為動(dòng)能，后者稱為勢(shì)能。構(gòu)成物質(zhì)的微觀分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能總和稱為熱能。電能是和電子流動(dòng)與積累有關(guān)的一種能量。輻射能是物體以電磁波形式發(fā)射的能量。物質(zhì)或物系在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中以熱能形式釋放的內(nèi)能稱為化學(xué)能。核能是蘊(yùn)藏在原子核內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)能。第21頁(yè)/共122頁(yè)2.能源所謂能源，是指能夠直接或經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換而獲取某種能量的自然資源。自然資源包括煤、石油、天然氣、太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、核能等。為了便于運(yùn)輸和使用，上述資源經(jīng)加工可得到一些更符合使用要求的能量來(lái)源，如煤氣、電力、焦炭、蒸汽、沼氣、氫能等。第22頁(yè)/共122頁(yè)能源是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)合理利用現(xiàn)有能源、同時(shí)積極開(kāi)發(fā)和利用新能源是解決當(dāng)前能源問(wèn)題的根本途徑。本課程簡(jiǎn)要介紹能量交換和提高能源利用率的途徑和多種新能源的開(kāi)發(fā)、利用技術(shù)，以拓寬學(xué)生在能源科學(xué)方面的知識(shí)。第23頁(yè)/共122頁(yè)自然界中的能源根據(jù)它們的初始來(lái)源，當(dāng)前可概括為三大類：與太陽(yáng)有關(guān)的能源；來(lái)自地球本身:與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的的能源，與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源；地球-月球-太陽(yáng)相互聯(lián)系有關(guān)的能源。二、能源分類第24頁(yè)/共122頁(yè)直接太陽(yáng)輻射能太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化（煤炭、石油、天然氣、生物燃料、風(fēng)能、水能、海洋能等）來(lái)自太陽(yáng)來(lái)自地球本身原子核能和地?zé)崮軄?lái)自地球與其他天體相互作用潮汐能第25頁(yè)/共122頁(yè)以上三大類能源都是自然界中現(xiàn)成存在的、未經(jīng)加工或轉(zhuǎn)換的能源，也稱作一次能源或初級(jí)能源。其它如電力、氫氣、沼氣、煤氣、汽油、激光、酒精等由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)化而來(lái)的能源稱作二次能源我們的研究對(duì)象與利用那類能源有關(guān)？問(wèn)：第26頁(yè)/共122頁(yè)不會(huì)隨它本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而越來(lái)越少，如：水能、風(fēng)能、潮汐能、太陽(yáng)能等。非再生能源隨人類的利用而越來(lái)越少，如：石油、煤、天然氣、核燃料等?？稍偕茉匆淮文茉窗茨芊裨偕诸惖?7頁(yè)/共122頁(yè)常規(guī)能源技術(shù)上比較成熟、已被廣泛利用的能源；如:水能、煤、石油等。新能源

尚未大規(guī)?？茖W(xué)利用的、正在積極研究和開(kāi)發(fā)的能源。如:太陽(yáng)能等。按能源的開(kāi)發(fā)利用情況第28頁(yè)/共122頁(yè)三、能源與環(huán)境化石燃料是世界能源結(jié)構(gòu)的主體。它的開(kāi)發(fā)和利用，創(chuàng)造和維系人類文明，也帶來(lái)兩大問(wèn)題：非再生能源的儲(chǔ)量日益減少，供需矛盾日趨尖銳。化石燃料的大量利用，已對(duì)人類賴以生存的自然界構(gòu)成嚴(yán)重威脅。第29頁(yè)/共122頁(yè)

聯(lián)合國(guó)最新公布的研究結(jié)果顯示，在過(guò)去30年中，雖然國(guó)際社會(huì)在環(huán)保領(lǐng)域取得了一定成績(jī)，但全球整體環(huán)境狀況持續(xù)惡化。

國(guó)際社會(huì)普遍認(rèn)為，貧困和過(guò)度消費(fèi)導(dǎo)致人類無(wú)節(jié)制地開(kāi)發(fā)和破壞自然資源，這是造成環(huán)境惡化的罪魁禍?zhǔn)?。全球環(huán)境狀況第30頁(yè)/共122頁(yè)全球環(huán)境惡化主要表現(xiàn)在大氣和江海污染加劇、大面積土地退化、森林面積急劇減少、淡水資源日益短缺、大氣層臭氧空洞擴(kuò)大、生物多樣性受到威脅等多方面。同時(shí)溫室氣體的過(guò)量排放導(dǎo)致全球氣候變暖，使得自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度大幅增加。第31頁(yè)/共122頁(yè)

1999年發(fā)現(xiàn)的臭氧空洞是有史以來(lái)觀測(cè)到的最大一次，達(dá)到2600萬(wàn)km2的巨大面積。

天空正在塌陷第32頁(yè)/共122頁(yè)全球氣候變暖

海平面上升與陸地淹沒(méi)；

氣候帶的移動(dòng)；

颶風(fēng)的加?。?/p>

植被的遷徙與物種滅絕；

洋流的變化與厄爾尼諾現(xiàn)象；雨型的改變。第33頁(yè)/共122頁(yè)CO2濃度/106溫度偏差/oC年份地球表面溫度的歷史變遷CO2濃度平均溫度偏差第34頁(yè)/共122頁(yè)大氣環(huán)境的三大問(wèn)題地球變暖、溫室效應(yīng)和酸雨沉降問(wèn)題構(gòu)成全球性的大氣環(huán)境問(wèn)題，明顯地危及全人類的生存和繁衍，引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注，使當(dāng)今的世界環(huán)境問(wèn)題具有明顯的時(shí)代特征。第35頁(yè)/共122頁(yè)能源與環(huán)境問(wèn)題的妥善解決是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前提。目前主要從兩個(gè)方面入手合理利用現(xiàn)有能源；積極開(kāi)發(fā)和利用各種可再生能源。以上二者并舉，完成能源結(jié)構(gòu)從常規(guī)能源向可再生能源的過(guò)渡和轉(zhuǎn)換，最終解決能源問(wèn)題并消除環(huán)境污染產(chǎn)生的根源。第36頁(yè)/共122頁(yè)37四、我國(guó)能源狀況1.能源資源（可開(kāi)發(fā)）煤億噸石油億噸天然氣萬(wàn)億m3世界98421434146.4中國(guó)1145381.37中國(guó)比例11.62.60.9中國(guó)儲(chǔ)采比922458世界儲(chǔ)采比2184163人均資源不足！！第37頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/10382.能源消費(fèi)一次能源消耗總量2005

2010年世界及主要國(guó)家一次能源消費(fèi)總量

單位：億噸標(biāo)準(zhǔn)煤國(guó)家/地區(qū)2005年2006年2007年2008年2009年2010年占比（%）韓國(guó)3.153.183.303.363.383.642.1加拿大4.654.624.704.674.464.522.6德國(guó)4.764.854.634.674.394.562.7日本7.537.557.487.376.767.164.2印度5.205.455.926.356.867.494.4俄羅斯9.399.659.809.879.359.875.8美國(guó)33.5933.3233.9033.1531.4932.6519.0中國(guó)24.1626.5428.5329.7131.2534.7520.3世界154.30158.40162.83164.80162.33171.46100.0第38頁(yè)/共122頁(yè)第39頁(yè)/共122頁(yè)中美一次性能源消費(fèi)總量對(duì)比第40頁(yè)/共122頁(yè)年份能源消費(fèi)總量(萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤)占能源消費(fèi)總量的比重

(%)煤炭石油天然氣水、核電、風(fēng)電200115040668.321.82.47.5200215943168.022.32.47.3200318379269.821.22.56.5200421345669.521.32.56.7200523599770.819.82.66.8200625867671.119.32.96.7200728050871.118.83.36.8200829144870.318.33.77.7200930664770.417.93.97.8201032493968.019.04.48.6201134800268.418.65.08.02001-2011年中國(guó)能源消費(fèi)總量及構(gòu)成第41頁(yè)/共122頁(yè)人均能耗：

我國(guó)人均能耗已達(dá)2.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年，“趕上”了世界平均水平。美國(guó)的1/5；

經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）國(guó)家的1/3；

日本的3倍。日本為什么人均能耗比較低？我國(guó)人均能耗低于美國(guó)及OECD是否說(shuō)明我國(guó)能源利用率高？節(jié)能潛力不大？問(wèn)：第42頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/10433.能源效率全國(guó)終端用戶支付能源的費(fèi)用占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值GDP(GrossDomesticProduct)12%；能源效率比OECD國(guó)家落后20年；能源強(qiáng)度（單位GDP的能耗）：大于經(jīng)合組織（OECD）國(guó)家，

為美國(guó)的3倍，為發(fā)達(dá)國(guó)家平均值的1.2倍，為日本的6倍。第43頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/10444.能源結(jié)構(gòu)世界：一次能源消費(fèi)中，煤占24.5%，中國(guó)：一次能源消費(fèi)中，煤占67%。以煤為主的國(guó)家（煤約占70%）：

南非、中國(guó)、波蘭、印度、澳大利亞發(fā)達(dá)國(guó)家：用油較多，占35%以上。天然氣豐富的國(guó)家，占35%。還有一些國(guó)家，核能比例較大，如法國(guó)占42%。第44頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/10455.中國(guó)21世紀(jì)遇到的環(huán)境問(wèn)題水環(huán)境：廢水排放量439億噸；COD（化學(xué)耗氧量）排

放量大于環(huán)境容量的80%。七大水系普遍污染：可飲用30%，工業(yè)用30%，喪失可用性40%。水生態(tài)失調(diào)。第45頁(yè)/共122頁(yè)46

大氣環(huán)境：SO2排放量超過(guò)環(huán)境容納量60%，居世界之首；CO2排放僅次于美國(guó)，占世界第二位；酸雨面積達(dá)國(guó)土面積的30%，西南和中南更為嚴(yán)重；燃煤造成的TSP（TotalSuspendParticle總懸浮顆粒物）普遍超標(biāo)，治理上存在技術(shù)困難；一些大城市汽車尾氣污染明顯上升；世界十大污染城市。太原、米蘭、北京、烏魯木齊、墨西哥城、蘭州、重慶、濟(jì)南、石家莊、德黑蘭。第46頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/1047

生態(tài)環(huán)境：水土流失面積356萬(wàn)平方公里，占國(guó)土的37.1%；土地荒漠化面積267萬(wàn)平方公里，年均增加1萬(wàn)平方公里；林地呈現(xiàn)數(shù)量增長(zhǎng)與質(zhì)量下降并存的局面，森林生態(tài)系統(tǒng)趨于單一化，生態(tài)功能降低。第47頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/10486.合理利用能源與保護(hù)環(huán)境的根本途徑提高能效節(jié)約能源第48頁(yè)/共122頁(yè)依靠科技進(jìn)步，通過(guò)開(kāi)發(fā)新型高效用能設(shè)備、開(kāi)發(fā)能源轉(zhuǎn)化新技術(shù)等來(lái)改造傳統(tǒng)能源工業(yè)是實(shí)現(xiàn)能源合理利用的主要途徑。能源的總體規(guī)劃和管理：即從總能系統(tǒng)的概念出發(fā)，根據(jù)能源的特性和品位高低，從環(huán)境和社會(huì)的高度安排好各種能量的配合關(guān)系和轉(zhuǎn)換利用，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)組、一個(gè)企業(yè)以至一個(gè)地區(qū)的能源的合理利用。第49頁(yè)/共122頁(yè)在我國(guó)，現(xiàn)有能源的合理利用重點(diǎn)包括潔凈煤技術(shù)能量的梯級(jí)利用和工業(yè)余能利用能量轉(zhuǎn)換新技術(shù)第50頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/1051五、我國(guó)建筑發(fā)展現(xiàn)狀

從上世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)房屋建筑速度極快：80年代初：每年建筑面積7～8億m2/年90年代初：每年建筑面積10億m2/年目前：每年建筑面積16～17億m2/年這種上升趨勢(shì)是歷史上的最高峰，也是世界上任何國(guó)家不可比擬的，且會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)一段時(shí)間。第51頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/1052目前建筑能耗占我國(guó)全社會(huì)終端能耗的比例約為27.5％，而且還在以每年1個(gè)百分點(diǎn)的速度增加。從發(fā)達(dá)國(guó)家的情況看，建筑能耗一般要占到全社會(huì)終端能耗的40%以上。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展，建筑總量將不斷增加，建筑能耗總量和占全社會(huì)能耗比例都將持續(xù)增加。第52頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/1053建設(shè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，我國(guó)每年城鄉(xiāng)建設(shè)新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80%以上為高能耗建筑；既有建筑近400億平方米，95%以上是高能耗建筑。建筑能耗占全國(guó)總能耗的比例將從現(xiàn)在的27.6%快速上升到33%以上。建筑節(jié)能市場(chǎng)前景可觀！第53頁(yè)/共122頁(yè)54嚴(yán)寒：采暖為主；

寒冷：采暖為主，也需空調(diào)；夏熱冬冷：空調(diào)、采暖；

夏熱冬暖：空調(diào)為主。六、我國(guó)各氣候區(qū)對(duì)采暖空調(diào)的需求

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是90年代中期之后，住宅建筑對(duì)采暖及空調(diào)的需求急劇增長(zhǎng)。第54頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/1055七、建筑能耗

建筑建造能耗：建造中能耗，同時(shí)破壞自然資源。建筑使用能耗：供暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、照明、炊

事家用電器等方面能耗。其中以供暖空調(diào)占比例最大。

發(fā)達(dá)國(guó)家建筑使用能耗占總能耗：30～40%。我國(guó)建筑使用能耗占全國(guó)商品能源總量27.6%以上。第55頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/1056建筑能耗占總能耗比例國(guó)家比例(%)國(guó)家比例(%)

美國(guó)31.9荷蘭33.9英國(guó)34.3意大利27.4瑞典33.9加拿大31.8丹麥42.4

比利時(shí)31.8日本20.3第56頁(yè)/共122頁(yè)2023/4/1057指在建筑活動(dòng)中，依照國(guó)家和本市建筑節(jié)能的有關(guān)規(guī)定，采用節(jié)能型的建筑結(jié)構(gòu)、材料、器具和產(chǎn)品，提高建筑物保溫隔熱性能和采暖供熱系統(tǒng)效率，減少采暖、制冷、照明的能耗，合理有效地利用能源。

包括兩方面內(nèi)容:

⑴建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能

⑵建筑能量系統(tǒng)節(jié)能

八、建筑節(jié)能（BuildingEnergyConservation)

我們研究哪方面的節(jié)能？問(wèn)：第57頁(yè)/共122頁(yè)

九、熱量傳遞的基本方式熱量傳遞有三種基本方式:導(dǎo)熱（熱傳導(dǎo)）

(thermalconduction)熱對(duì)流

(thermalconvection)熱輻射

(thermalradiation)。第58頁(yè)/共122頁(yè)1.導(dǎo)熱：

指溫度不同的物體各部分或溫度不同的兩物體間直接接觸時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的熱量傳遞現(xiàn)象。

導(dǎo)熱現(xiàn)象發(fā)生在固體內(nèi)部，也可發(fā)生在靜止的液體和氣體之中。第59頁(yè)/共122頁(yè)必須有溫差；物體直接接觸；依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而傳遞熱量；不發(fā)生宏觀的相對(duì)位移。導(dǎo)熱的特點(diǎn)：第60頁(yè)/共122頁(yè)2.熱對(duì)流:流體中溫度不同的各部分之間，由于發(fā)生相對(duì)的宏觀運(yùn)動(dòng)而把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象。

熱對(duì)流只發(fā)生在流體之中，并伴隨有微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的導(dǎo)熱。對(duì)流換熱:流體流過(guò)物體表面時(shí)，流體與固體壁間的換熱。第61頁(yè)/共122頁(yè)對(duì)流換熱特點(diǎn)：必須有流體的宏觀運(yùn)動(dòng)，同時(shí)必須存在溫差；必然同時(shí)伴隨著熱傳導(dǎo)，自然界不存在單一的熱對(duì)流；只能發(fā)生在流體中；由于流體的粘性和受壁面摩擦阻力的影響，緊貼壁面處會(huì)形成速度梯度很大的邊界層。第62頁(yè)/共122頁(yè)3.熱輻射

輻射：物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量的方式稱為輻射。熱輻射：物體會(huì)因?yàn)楦鞣N原因發(fā)出輻射能。其中因熱的原因而發(fā)出輻射能的現(xiàn)象為熱輻射。

理論上熱輻射的波長(zhǎng)范圍從零到無(wú)窮大，但在日常生活和工業(yè)上常見(jiàn)的溫度范圍內(nèi)，熱輻射的波長(zhǎng)主要在0.1m至100m之間,包括部分紫外線、可見(jiàn)光和部分紅外線三個(gè)波段。

第63頁(yè)/共122頁(yè)電磁波譜第64頁(yè)/共122頁(yè)依靠電磁波傳遞能量；不需要任何介質(zhì)；都有發(fā)射輻射粒子的能力；物體間以熱輻射的方式進(jìn)行的熱量傳遞是雙向的。熱輻射的主要特點(diǎn)：高溫物體低溫物體第65頁(yè)/共122頁(yè)輻射換熱不僅有能量轉(zhuǎn)移,還有能量形式的變化。輻射換熱輻射換熱：物體間靠熱輻射進(jìn)行的熱量傳遞。熱能輻射能熱能發(fā)射吸收發(fā)射輻射能是物質(zhì)的固有屬性第66頁(yè)/共122頁(yè)舉例第67頁(yè)/共122頁(yè)4.傳熱過(guò)程簡(jiǎn)介傳熱過(guò)程：指熱量從固體壁面一側(cè)的流體通過(guò)固體壁面?zhèn)鬟f到另一側(cè)流體的過(guò)程。

傳熱過(guò)程通常由導(dǎo)熱、熱對(duì)流、熱輻射組合形成。第68頁(yè)/共122頁(yè)傳熱過(guò)程由三個(gè)相互串聯(lián)的熱量傳遞環(huán)節(jié)組成:高溫流體低溫流體固體壁⑴熱量從高溫流體以對(duì)流換熱（或?qū)α鲹Q熱＋輻射換熱）

的方式傳給壁面；

⑵熱量從一側(cè)壁面以導(dǎo)熱的方式傳遞到另一側(cè)壁面；⑶熱量從低溫流體側(cè)壁面以對(duì)流換熱（或?qū)α鲹Q熱＋輻射換熱）的方式傳給低溫流體。第69頁(yè)/共122頁(yè)熱量交換原理Ⅳ緒論1.低溫低壓氣態(tài)冷媒經(jīng)壓縮機(jī)做功被壓縮

成高溫高壓狀態(tài)。高溫高壓狀態(tài)氣態(tài)冷媒與水進(jìn)行熱交換，使水升

溫變熱，冷媒被冷卻成液態(tài)。高壓液態(tài)冷媒通過(guò)膨脹閥減壓，溫度降到外界環(huán)

境溫度以下，大量吸收空氣中的低品位熱能，蒸發(fā)為氣態(tài)，再由壓縮機(jī)壓縮作功。4.如此循環(huán)往復(fù)，不斷從空氣中吸熱，制取熱水。①②③④第70頁(yè)/共122頁(yè)一、熱泵熱泵是什么？水泵氣泵油泵第71頁(yè)/共122頁(yè)熱泵的作用？所謂熱泵將熱量從溫度較低的介質(zhì)“泵”送到溫度較高的介質(zhì)中的裝置。熱泵可以把不能直接利用的低品位熱能（如空氣、土壤、水、太陽(yáng)能、工業(yè)廢熱等）轉(zhuǎn)換為可利用的高品位能，從而達(dá)到節(jié)約部分高位能（煤、石油、天然氣、電能等）的目的。礦物能源短缺，熱泵技術(shù)是一條極重要的節(jié)能途徑。第72頁(yè)/共122頁(yè)空氣源熱泵熱泵的種類（按熱源分）？空氣源、水源、地源水源熱泵第73頁(yè)/共122頁(yè)地源熱泵風(fēng)冷熱泵模塊機(jī)組第74頁(yè)/共122頁(yè)熱泵的發(fā)展史

19世紀(jì)初，人們對(duì)能否將熱量從溫度較低的介質(zhì)“泵”送到溫度較高的介質(zhì)中這一問(wèn)題發(fā)生了濃厚的興趣。第75頁(yè)/共122頁(yè)1824年法國(guó)科學(xué)家薩迪.卡諾(Sadikarnot)，首次以論文提出“卡諾循環(huán)”理論；30年后，英國(guó)科學(xué)家開(kāi)爾文(L.Kelvin)于1850年初提出:冷凍裝置可以用于加熱，之后許多科學(xué)家和工程師對(duì)熱泵進(jìn)行了大量研究?？ㄖZ循環(huán)包括四個(gè)步驟:等溫吸熱，絕熱膨脹，等溫放熱，絕熱壓縮。即理想氣體從狀態(tài)1(P1，V1，T1)等溫吸熱到狀態(tài)2(P2，V2，T2)，再?gòu)臓顟B(tài)2絕熱膨脹到狀態(tài)3(P3，V3，T3)，此后，從狀態(tài)3等溫放熱到狀態(tài)4(P4，V4，T4)，最后從狀態(tài)4絕熱壓縮回到狀態(tài)1。這種由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程所構(gòu)成的循環(huán)稱為卡諾循環(huán)。第76頁(yè)/共122頁(yè)

1852年，W.Thomson教授（即大家熟知的LordKelvin勛爵）發(fā)表論文，他指出制冷機(jī)也可用于供熱并第一個(gè)提出了熱量倍增器（HeatMultiplier）的概念，首次描述了熱泵的設(shè)想。第77頁(yè)/共122頁(yè)1912年瑞士的蘇黎世成功安裝一套以河水作為低位熱源的熱泵設(shè)備用于供暖，這是早期的水源熱泵系統(tǒng)，也是世界上第一套熱泵系統(tǒng)。第78頁(yè)/共122頁(yè)現(xiàn)在……第79頁(yè)/共122頁(yè)熱泵技術(shù)經(jīng)歷了一段漫長(zhǎng)而曲折的發(fā)展過(guò)程，目前已經(jīng)得到突破，熱泵技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，熱泵裝置已進(jìn)入了家庭、公共建筑、廠房，得到了廣泛的應(yīng)用。目前熱泵主要用來(lái)解決100℃以下低溫用能。據(jù)估計(jì)，歐洲在100℃以下低溫用能方面的耗能量約占總耗能量的50％左右。因此，用熱泵為暖通空調(diào)提供100℃以下的低溫用能具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。熱泵在暖通空調(diào)中的應(yīng)用不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。第80頁(yè)/共122頁(yè)熱泵的工作原理熱泵“泵”熱應(yīng)用的物理原理？氣固液物態(tài)變化液化（放熱）汽化（吸熱）凝固（放熱）升華（吸熱）熔化（吸熱）凝固（防熱）第81頁(yè)/共122頁(yè)

熱力學(xué)第一定律——能量守恒定律

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。

能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。第82頁(yè)/共122頁(yè)能效比空調(diào)新能效標(biāo)準(zhǔn)類型額定制冷量(CC)W1級(jí)2級(jí)3級(jí)分體式CC≤45003.63.43.24500<CC≤71003.53.33.17100<CC≤140003.43.23.0整體式

3.33.12.9第83頁(yè)/共122頁(yè)是否違背能量守恒定律？第84頁(yè)/共122頁(yè)

問(wèn)：

既然能量守恒依然成立，那怎么解釋消耗了1/4的能量卻得到了4/4的能量？我們不生產(chǎn)能量我們只是大自然的搬運(yùn)工！前面講了這么多和換熱器有什么關(guān)系？問(wèn)：第85頁(yè)/共122頁(yè)第86頁(yè)/共122頁(yè)天涌節(jié)能科技股份有限公司“合同能源管理”為主要商業(yè)模式，為建設(shè)節(jié)約型綠色校園提供節(jié)能技術(shù)、投資建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理等一站式節(jié)能服務(wù)。

公司主要技術(shù)產(chǎn)品為擁有多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“校園節(jié)能熱水供應(yīng)系統(tǒng)”，該系統(tǒng)采用水源熱泵技術(shù)，利用可再生能源（主要是污水、地表水和土壤源等）。

項(xiàng)目由公司全額投資，為學(xué)校提供節(jié)能、穩(wěn)定、充足的洗浴熱水。第87頁(yè)/共122頁(yè)二、換熱器及其分類在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡(jiǎn)稱為換熱器。

在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會(huì)存在兩種以上流體參加換熱的換熱器，但它的基本原理與前一種情形并無(wú)本質(zhì)上的差別。第88頁(yè)/共122頁(yè)在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位。隨著我國(guó)對(duì)能源利用、開(kāi)發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)。換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機(jī)理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問(wèn)世。

第89頁(yè)/共122頁(yè)隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。在換熱器設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇適用的類型，然后計(jì)算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸。

換熱器按用途不同可分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器、深冷器、過(guò)熱器等。

第90頁(yè)/共122頁(yè)換熱器按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛，按照傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為管殼式換熱器、板面式換熱器和擴(kuò)展表面式換熱器（板翅式、管翅式等）。P1表1-1換熱器的分類。根據(jù)傳熱原理和實(shí)現(xiàn)熱交換的方法間壁式混合式蓄熱式換熱面的型式管式板式翅片式第91頁(yè)/共122頁(yè)類型特點(diǎn)間壁式管殼式列管式固定管板式剛性結(jié)構(gòu)用于管殼溫差較小的情況（一般≤50℃），管間不能清洗帶膨脹節(jié)有一定的溫度補(bǔ)償能力，殼程只能承受低壓力浮頭式管內(nèi)外均能承受高壓，可用于高溫高壓場(chǎng)合U型管式管內(nèi)外均能承受高壓，管內(nèi)清洗及檢修困難填料函式外填料函管間容易泄漏，不宜處理易揮發(fā)、易爆炸及壓力較高的介質(zhì)內(nèi)填料函密封性能差，只能用于壓差較小的場(chǎng)合釜式殼體上部有個(gè)蒸發(fā)空間用于再沸、蒸煮雙套管式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要用于高溫高壓場(chǎng)合和固定床反應(yīng)器中套管式能逆流操作，用于傳熱面較小的冷卻器、冷凝器或預(yù)熱器螺旋管式沉浸式用于管內(nèi)流體的冷卻、冷凝或管外流體的加熱噴淋式只用于管內(nèi)流體的冷卻或冷凝板面式板式拆洗方便，傳熱面能調(diào)整，主要用于粘性較大的液體間換熱螺旋板式可進(jìn)行嚴(yán)格的逆流操作，有自潔的作用，可用作回收低溫?zé)崮芷桨迨浇Y(jié)構(gòu)緊湊，拆洗方便，通道較小、易堵，要求流體干凈板殼式板束類似于管束，可抽出清洗檢修，壓力不能太高混合式適用于允許換熱流體之間直接接觸蓄熱式換熱過(guò)程分階段交替進(jìn)行，適用于從高溫爐氣中回收熱能的場(chǎng)合傳熱器的結(jié)構(gòu)分類第92頁(yè)/共122頁(yè)三、間壁式換熱器1、管式換熱器1）沉浸式換熱器

這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應(yīng)的形狀（多盤(pán)成蛇形，常稱蛇管），并沉浸在容器內(nèi)的液體中。蛇管內(nèi)、外的兩種流體進(jìn)行熱量交換。幾種常見(jiàn)的蛇管形式如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，能承受

高壓，可用耐腐蝕材料制造。缺點(diǎn)：容器內(nèi)液體湍動(dòng)程度低，管外

對(duì)流傳熱系數(shù)小。第93頁(yè)/共122頁(yè)2）噴淋式換熱器噴淋式換熱器也為蛇管式換熱器，多用作冷卻器。這種換熱器是將蛇管成行地固定在鋼架上，熱流體在管內(nèi)流動(dòng)，自最下管進(jìn)入，由最上管流出。冷水由最上面的淋水管流下，均勻地分布在蛇管上，并沿其兩側(cè)逐排流經(jīng)下面的管子表面，最后流入水槽而排出，冷水在各排管表面上流過(guò)時(shí)，與管內(nèi)流體進(jìn)行熱交換。這種換熱器的管外形成一層湍動(dòng)程度較高的液膜，因而管外對(duì)流傳熱系數(shù)較大。另外，噴淋式換熱器常放置在室外空氣流通處，冷卻水在空氣中汽化時(shí)也帶走一部分熱量，提高了冷卻效果。因此，和沉浸式相比，噴淋式換熱器的傳熱效果要好得多。同時(shí)它還便于檢修和清洗等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是噴淋不易均勻。第94頁(yè)/共122頁(yè)3）套管式換熱器

套管式換熱器是由大小不同的直管制成的同心套管，并由U型彎頭連接而成。

在套管式換熱器中，一種流體走管內(nèi)，另一種流體走環(huán)隙適當(dāng)選擇兩管的管徑，兩流體均可得到較高的流速，且兩流體可以為逆流，對(duì)傳熱有利。另外，套管式換熱器構(gòu)造較簡(jiǎn)單，能耐高壓，傳熱面積可根據(jù)需要增減，應(yīng)用方便。缺點(diǎn)：管間接頭多，易泄露，占地

較大，單位傳熱面消耗的金

屬量大。因此它較適用于流

量不大，所需傳熱面積不多，

而要求壓強(qiáng)較高的

場(chǎng)合。第95頁(yè)/共122頁(yè)套管式換熱器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固可靠、可串并聯(lián)使用，傳熱面

積有限，傳熱量小。第96頁(yè)/共122頁(yè)4）列管式換熱器優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積所具有的傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊、緊固傳熱效果好。能用多種材料制造，故適用性較強(qiáng)，操作彈性較大，尤其在高溫、高壓和大型裝置中多采用列管式換熱器。在列管式換熱器中，由于管內(nèi)外流體溫度不同，管束和殼體的溫度也不同，因此它們的熱膨脹程度也有差別。若兩流體的溫差較大，就可能由于熱應(yīng)力而引起設(shè)備變形，管子彎曲，甚至破裂或從管板上松脫。因此，當(dāng)兩流體的溫差超過(guò)50℃時(shí)，就應(yīng)采用熱補(bǔ)償?shù)拇胧?。根?jù)熱補(bǔ)償方法的不同，列管式換熱器分為以下幾種主要形式：第97頁(yè)/共122頁(yè)⑴固定管板式固定管板式的兩端管板和殼體制成一體。因此它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是殼程清洗和檢修困難，要求殼程流體必須是潔凈而不易結(jié)垢的物料。當(dāng)兩流體的溫差較大時(shí)，應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束不同的熱膨脹程度。這種補(bǔ)償方法簡(jiǎn)單，但不宜應(yīng)用兩流體溫差過(guò)大（應(yīng)不大于70℃）和殼程流體壓強(qiáng)過(guò)高的場(chǎng)合。第98頁(yè)/共122頁(yè)⑵浮頭式換熱器

浮頭式換熱器的特點(diǎn)是有一端管板不與外殼連為一體，可以沿軸向自由浮動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)不但完全消除了熱應(yīng)力的影響，且由于固定端的管板以法蘭與殼體連接，整個(gè)管束可以從殼體中抽出，因此便于清洗和檢修。故浮頭式換熱器應(yīng)用較為普遍，但它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。第99頁(yè)/共122頁(yè)（3）U型管式換熱器U型管式換熱器每根管子都彎成U型，進(jìn)出口分別安裝在同一管板的兩側(cè)，封頭用隔板分成兩室。這樣，每根管子可以自由伸縮。而與其他管子和殼體均無(wú)關(guān)。這種換熱器結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，重量輕，但管程不易清洗，只適用于潔凈而不易結(jié)垢的流體，如高壓氣體的換熱。第100頁(yè)/共122頁(yè)2、板式換熱器⑴夾套式換熱器夾套式換熱器式最簡(jiǎn)單的板式換熱器，它是在容器外壁安裝夾套制成，夾套與容器之間形成的空間為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通路。這種換熱器主要用于反應(yīng)過(guò)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）由夾套下部接管進(jìn)入，由上部接管流出。夾套式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其加熱面受容器的限制，且傳熱系數(shù)也不高。為提高傳熱系數(shù)，可在器內(nèi)安裝攪拌器，為補(bǔ)充傳熱面的不足，也可在器內(nèi)安裝蛇管。第101頁(yè)/共122頁(yè)⑵螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器是由兩張間隔一定的平行薄金屬板卷制而成，在其內(nèi)部形成兩個(gè)同心的螺旋形通道。換熱器中央設(shè)有隔板，將螺旋形通道隔開(kāi)，兩板之間焊有定距柱維持通道間距。在螺旋板兩側(cè)焊有蓋板。冷熱流體分別通過(guò)兩條通道，在器內(nèi)逆流流動(dòng)，通過(guò)薄板進(jìn)行換熱。

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螺旋板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)：①傳熱系數(shù)高：螺旋流道中的流體由于慣性離心力的作用和定距柱的干擾，在較低的雷諾數(shù)下即達(dá)到湍流，并且允許選用較高的流速，故傳熱系數(shù)較高。②不易結(jié)垢和堵塞：由于流體的速度較高，又有慣性離心力的作用，流體中懸浮的顆粒被拋向螺旋形通道的外緣而受到流體本身的沖刷，故螺旋板換熱器不易結(jié)垢和堵塞，適合處理懸浮液及粘度較大的介質(zhì)。第103頁(yè)/共122頁(yè)③能利用溫度較低的熱源：由于流體流動(dòng)的流道較長(zhǎng)和兩流體可進(jìn)行完全逆流，故可在較小的溫差下操作，能充分利用溫度較低的熱源。④結(jié)構(gòu)緊湊：?jiǎn)挝惑w積傳熱面積為列管式的3倍，可節(jié)約金屬材料。

螺旋板換熱器的主要缺點(diǎn)是：①操作壓強(qiáng)和溫度不宜太高：目前最高操作壓強(qiáng)不超過(guò)2Mpa，溫度不超過(guò)300~400℃。②不易檢修：因整個(gè)換熱器被焊成一體，一旦損壞，修理很困難。第104頁(yè)/共122頁(yè)⑶平板式換熱器平板式換熱器簡(jiǎn)稱板式換熱器，是由一組長(zhǎng)方形的薄金屬板平行排列，加緊組裝于支架上而構(gòu)成。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片，壓緊后板間形成密封的流體通道，且可用墊片的厚度調(diào)節(jié)通道的大小。每塊板的四個(gè)角上，各開(kāi)一個(gè)圓孔，其中有一對(duì)圓孔和一組板間流道相通，另外一對(duì)圓孔則通過(guò)在孔的周圍放置墊片而阻止流體進(jìn)入該組板間的通道。這兩對(duì)圓孔的位置在相鄰板上是錯(cuò)開(kāi)的以分別形成兩流體的通道。冷熱流體交錯(cuò)地在板片兩側(cè)流過(guò)，通過(guò)板片進(jìn)行換熱。板片厚度約為0.5~3mm，通第105頁(yè)/共122頁(yè)常壓制成凹凸地波紋狀。例如人字形波紋板。增加了板的剛度以防止板片受壓時(shí)變形，同時(shí)又使流體分布均勻，增強(qiáng)了流體湍動(dòng)程度和加大了傳熱面積，有利于傳熱。平板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：①傳熱系數(shù)高：由于平板式換熱器中板面有波紋或溝槽，可在低雷諾數(shù)下即達(dá)到湍流。而且板片厚度又小，故傳熱系數(shù)大。第106頁(yè)/共122頁(yè)②結(jié)構(gòu)緊湊：一般板間距為4~6mm，單位體積設(shè)備可提供的傳熱面為250~1000m2/m3（列管式換熱器：40~150m2/m3）。平板式換熱器的金屬消耗量可減少一半以上。③具有可拆結(jié)構(gòu)：可根據(jù)需要，用調(diào)節(jié)板片數(shù)目的方法增減傳熱面積。操作靈活性大，檢修、清洗也都比較方便。

平板式換熱器的主要缺點(diǎn)是：允許的操作壓強(qiáng)和溫度都比較低。通常操作壓強(qiáng)低于1.5Mpa，最高不超過(guò)2.0Mpa，壓強(qiáng)過(guò)高容易泄露。操作溫度受墊片材料的耐熱性限制，一般不超過(guò)250℃。另外由于兩板的間距僅幾毫米，流通面積較小，流速又不大，處理量較小。第107頁(yè)/共122頁(yè)板式熱交換器板式熱交換器的結(jié)構(gòu)進(jìn)出料口板框隔板密封圈支架壓緊螺桿板片第108頁(yè)/共122頁(yè)螺旋板式換熱器和平板式換熱器都具有結(jié)構(gòu)緊湊，材料消耗低，傳熱系數(shù)大的特點(diǎn)，都屬于新型的高效緊湊式換熱器。這類換熱器一般都不耐高溫高壓，但對(duì)于壓強(qiáng)較低，溫度不高或腐蝕性強(qiáng)而需用貴重材料的場(chǎng)合，則顯示出更大的優(yōu)越性，目前已廣泛應(yīng)用于食品、輕工和化學(xué)等工業(yè)。第109頁(yè)/共122頁(yè)3、翅片式換熱器⑴翅片管換熱器翅片管換熱器是在管的表面加裝翅片制成，翅片與管表面的連接應(yīng)緊密無(wú)間，否則連接處的接觸熱阻很大，影響傳熱效果。常用的連接方法有熱套、鑲鉗、張力纏繞和焊接等方法。此外，翅片管也可采用整體軋制、整體鑄造或機(jī)械加工等方法制造。當(dāng)兩種流體的對(duì)流傳熱系數(shù)相差較大時(shí)，在傳熱系數(shù)較小的一側(cè)加翅片可以強(qiáng)化傳熱。第110頁(yè)/共122頁(yè)⑵板翅式換熱器板翅式換熱器是一種更為高效、緊湊、輕巧的換熱器，過(guò)去由于制造成本較高，僅用于宇航、原子能等少數(shù)部門(mén)。

板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)形式很