换热器的分类与应用
换热器的分类与应用:
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。
间壁式换热器的类型: 一、夹套换热器:
是在容器外壁安装夹套制成。
结构:夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却,
优点:结构简单。
缺点:传热面受容器壁面限制,传热系数小。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器。也可在釜内安装蛇管。
二、沉浸式蛇管换热器:
结构:这种换热器多以金属管子绕成,或制成各种与容器相适应的情况,并沉浸在容器内的液体中。 优点:结构简单,便于防腐,能承受高压。 缺点:由于容器体积比管子的体积大得多,因此管外流体的表面传热系数较小。
三、喷淋式换热器:
结构:冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来,从最下面的管子流出,与外面的冷却水进行换热。在下流过程中,冷却水可收集再进行重新分配。 优点:结构简单、造价便宜,能耐高压,便于检修、清洗,传热效果好;
缺点:冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果,只能安装在室外。
用途:用于冷却或冷凝管内液体。(见下图)
沿管表面流下来,被冷却的流体从最上面的管子流入,
四、套管式换热器:
结构:由不同直径组成的同心套管,可根据换热要求,将几段套管用U形管连接,目的增加传热面积;冷热流体可以逆流或并流。
优点:结构简单,加工方便,能耐高压,传热系数较大,能保持完全逆流使平均对数温差最大,可增减管段数量应用方便。
缺点:结构不紧凑,金属消耗量大,接头多而易漏,占地较大。
用途:广泛用于超高压生产过程,可用于流量不大,所需传热面积不多的场合。 五、列管式换热器
列管式换热器又称为管壳式换热器,是最典型的间壁式换热器,历史悠久,占据主导作用。
优点:单位体积设备所能提供的传热面积大,传热效
果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广,操作弹性大,大型装置中普遍采用。
结构:壳体、管束、管板、折流挡板和封头。一种流体在管内流动,其行程称为管程;另一种流体在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 折流挡板:可防止流体短路、增加流体流速,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。折流挡板有圆缺形和圆盘形两种。
根据所采取的温差补偿措施,列管式换热器可分为以下几个型式。 (1)固定管板式 壳体与传热管壁温度之差大于50℃,加补偿圈,也称膨胀节,当壳体和管束之间有温差时,依靠补偿圈的弹性变形来适应它们之间的不同的热膨胀。 特点:结构简单,成本低,壳程检修和清洗困难,壳程必须是清洁、不易产生垢层和腐蚀的介质。 (2)浮头式 两端的管板,一端不与壳体相连,可自由沿管长方向浮动。当壳体与管束因温度不同而引起热膨胀时,管束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩,可完全消除热应力。
特点:结构较为复杂,成本高,消除了温差应力,是应用较多的一种结构形式。 (3)U型管式
换热器的分类与应用
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