化工原理>>传热>>换热器
换热器
按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器。
按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式。
一、间壁式换热器的类型
１.夹套换热器
2.套管换热器
3.蛇管换热器
1)沉浸式
2) 喷淋式
强化措施：可减少管外空间；容器内加搅拌器。
优点：结构简单；便于耐腐蚀；管内能耐高压；管外a 比沉浸式大。
缺点：冷却水喷淋不均匀影响传热效果；只能安装在室外，占地面积大。
4.列管换热器
结构简单、紧凑、耐温、耐压，是用得最多的一种换热器。
多管程：增大管内流体u，提高管内的a加挡板：增大壳程流体的湍动，提高壳程的a
流体流过折流挡板
1)固定管板式
2)浮头式
特点：结构简单；但壳程检修和清洗困难 特点：完全消除热应力,便于清洗检修,结构复杂
3)U型管式
特点：结构较浮头简单；但管程不易清洗。
三、列管换热器的选用
1.根据工艺任务，计算热负荷
2.计算 tm先按单壳程多管程的计算，如果φ<0.8，应增加壳程数；
3.根据经验选取K，估算A
4.确定冷热流体流经管程或壳程，选定u
由u和V估算单管程的管子根数，由管子根数和估算的A，估算管子长度，再由系列标准选
适当型号的换热器。
5.核算K
分别计算管程和壳程的α，确定垢阻，求出K，并与估算的K进行比较。如果相差较多，应
重新估算。
6.计算A
根据计算的K和tm，计算A，并与选定的换热器A相比，应有10%~25%的裕量。
选用换热器中的有关问题
(1)流体流经管程或壳程的选择
原则：传热效果好，结构简单，清洗方便。
管程：不清洁或易结垢、腐蚀性、压力高的流体。
壳程：饱和蒸汽、需要冷却、粘度大或流量小的流体。
(2)流体u
u↑→α↓K↑，←，在同Q、tm下A↓，节省设备费；u↑→Hf↑↑，操作费用增加；
u选择是优化的过程，要避免层流流动。
(3)换热器中管子的规格和排列方式。
管子的规格：F19×2mm和F25×2.5mm
管长：1.5m、2.0m、3.0m、6.0m
排列方式：
正三角形
正方形直列
正方形错列
四、传热过程的强化途径
为了增强传热效率，可采取tm↑、A↑、K↑。增大tm两侧变温情况下，尽量采用逆
流流动提高加热剂T1的温度或降低冷却剂t1的温度；增大A改进传热面结构来增大A 和湍动
程度；使Q↑，采用高效新型换热器增大K
尽可能利用有相变的热载体α大减小金属壁、污垢及两侧流体热阻中较大者的热阻提高α的
方法(无相变)：增大流速 管内加扰流元件 改变传热面形状和增加粗糙度
五、新型的换热器
1.平板式换热器
优点：传热效率高，K大；结构紧凑，操作
灵活，安装检修方便。
缺点：耐温、耐压差；易渗漏，处理量小。
2,螺旋板式换热器
优点：传热效率高；不易堵塞；结构紧凑，成本较低。
缺点：压力、温度不能太高；难以维修。
3,翅片管换热器
特点：增加A，增强管外流体的湍流来提高α。
灵活，安装检修方便。
管外加翅片，大大改善了空气侧的传热效果。
换热器
按用途分类：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器。
按冷热流体热量交换方式分类：混合式、蓄热式和间壁式。
一、间壁式换热器的类型
１.夹套换热器
2.套管换热器
3.蛇管换热器
1)沉浸式
2) 喷淋式
强化措施：可减少管外空间；容器内加搅拌器。
优点：结构简单；便于耐腐蚀；管内能耐高压；管外a 比沉浸式大。
缺点：冷却水喷淋不均匀影响传热效果；只能安装在室外，占地面积大。
4.列管换热器
结构简单、紧凑、耐温、耐压，是用得最多的一种换热器。
多管程：增大管内流体u，提高管内的a加挡板：增大壳程流体的湍动，提高壳程的a
流体流过折流挡板
1)固定管板式
2)浮头式
特点：结构简单；但壳程检修和清洗困难 特点：完全消除热应力,便于清洗检修,结构复杂
3)U型管式
特点：结构较浮头简单；但管程不易清洗。
三、列管换热器的选用
1.根据工艺任务，计算热负荷
2.计算 tm先按单壳程多管程的计算，如果φ<0.8，应增加壳程数；
3.根据经验选取K，估算A
4.确定冷热流体流经管程或壳程，选定u
由u和V估算单管程的管子根数，由管子根数和估算的A，估算管子长度，再由系列标准选
适当型号的换热器。
5.核算K
分别计算管程和壳程的α，确定垢阻，求出K，并与估算的K进行比较。如果相差较多，应
重新估算。
6.计算A
根据计算的K和tm，计算A，并与选定的换热器A相比，应有10%~25%的裕量。
选用换热器中的有关问题
(1)流体流经管程或壳程的选择
原则：传热效果好，结构简单，清洗方便。
管程：不清洁或易结垢、腐蚀性、压力高的流体。
壳程：饱和蒸汽、需要冷却、粘度大或流量小的流体。
(2)流体u
u↑→α↓K↑，←，在同Q、tm下A↓，节省设备费；u↑→Hf↑↑，操作费用增加；
u选择是优化的过程，要避免层流流动。
(3)换热器中管子的规格和排列方式。
管子的规格：F19×2mm和F25×2.5mm
管长：1.5m、2.0m、3.0m、6.0m
排列方式：
正三角形
正方形直列
正方形错列
四、传热过程的强化途径
为了增强传热效率，可采取tm↑、A↑、K↑。增大tm两侧变温情况下，尽量采用逆
流流动提高加热剂T1的温度或降低冷却剂t1的温度；增大A改进传热面结构来增大A 和湍动
程度；使Q↑，采用高效新型换热器增大K
尽可能利用有相变的热载体α大减小金属壁、污垢及两侧流体热阻中较大者的热阻提高α的
方法(无相变)：增大流速 管内加扰流元件 改变传热面形状和增加粗糙度
五、新型的换热器
1.平板式换热器
优点：传热效率高，K大；结构紧凑，操作
灵活，安装检修方便。
缺点：耐温、耐压差；易渗漏，处理量小。
2,螺旋板式换热器
优点：传热效率高；不易堵塞；结构紧凑，成本较低。
缺点：压力、温度不能太高；难以维修。
3,翅片管换热器
特点：增加A，增强管外流体的湍流来提高α。
灵活，安装检修方便。
管外加翅片，大大改善了空气侧的传热效果。
