换热器计算ppt课件.ppt

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1、换热器计算第一节：概述第二节：换热器分类第三节：传热过程的分析及热计算第四节：传热的强化目录一、基本概念热量：由于温差的存在会导致能量的转换，转化的能量称为热量。而该转化过程称为热交换或热传递。热量的单位为焦耳。比热：是比热容的简称。单位质量的某种物质，温度降低1℃或升高1℃所吸收或放出的热量，叫做这种物质的比热容。国际单位J/(kg·K)。常用单位：kJ/(kg·℃)、cal/(kg·℃)、kcal/(kg·℃)等。换算关系：1cal=4.19J传热系数K值：是指在稳定传热条件下，物体两侧温差为1度（K，℃），1秒内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米·度（W/

2、㎡·K，此处K可用℃代替）。第一节　概述一、基本概念相变：物质从一种相转变为另一种相的过程。相即固、液、气三态，相变常伴有吸热或放热以及体积突变。单位质量物质在等温等压条件下，从一相转变为另一相时吸收或放出的热量称为相变潜热。沸点：液体发生沸腾时的温度；即物质由液态转变为气态的温度。沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。第一节　概述二、传热过程在化工生产中的应用传热：是不同温度的两个物体之间或同一物体的两个不同温度部位之间所进行的热的转移。传热在化工生产中的应用：①加热或冷却，使物料达到指定的温度；②换热，以回收利用热量；③保温，以减少热损失.化工生产中对传热的要求

3、：强化传热(加热或冷却物料)削弱传热(设备和管道的保温)第一节　概述三、传热的基本方式一个物系或一个设备只要存在温度差就会发生热量传递，当没有外功加入时，热量就总是会自动地从高温物体传递到低温物体。根据传热的机理不同，热传递有三种基本方式：热传导热对流热辐射(一)热传导(导热)问题：冬天，为什么触摸铁比木头更冷些？一些常见物质的导热系数物质碳钢不锈钢铝合金铜银钛石墨导热系数λ[W/m·℃]45~5210~3020340142917.6129物质木头水冰空气水蒸汽氨气玻璃导热系数λ[W/m·℃]0.04~0.10.542.220.0240.0250.0220.8~1保温实例

4、(二)热对流(三)热辐射间壁式换热混合式换热蓄热式换热第二节换热器分类间壁式换热列管式、板式换热器混合式换热蓄热式换热间壁式换热分类列管式换热器优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。例：氨冷器（卧冷），变换冷却器浮头式换热器优点：管内和管间清洗方便，不会产生热应力。缺点：结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在操作中无法检查。适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易结垢

5、的场合。例如：813低甲冷U型管式换热器优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。适用场合：特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料。例如：合成的中置、后置锅炉套管式换热器优点：构造简单；能耐高压；传热面积可根据需要增减；适当地选择管内、外径，可使流体的流速加大；且双方的流体作严格的逆流，有利于传热。缺点：管间接头较多，易发生泄露。单位长度传热面积较小。适用场合：传热面积不太大而又要求压强较高，或传热效果较好时。例如：压缩的CO2机，813H2、N2高压段蛇管式换热器优点：结构简单，价格低廉，便于

6、防腐蚀，能承受高压。缺点：由于容器的体积较蛇管的体积大得多，所以管外流体的传热系数较小,因而总传热系数的值也较小。若在容器内增设搅拌器或减小管外空间，则可提高传热系数。适用场合：用作液体的预热器或蒸发器，或有腐蚀性的流体喷淋式换热器优点：与沉浸式蛇管换热器相比，便于检修和清洗、传热效果好。缺点：喷淋不易均匀。适用场合：放在室外空气流通处，冷却水在空气中蒸发时，可带走部分热量，以提高冷却效果。例如：压缩的CO2机，813H2、N2高压段夹套式换热器优点: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

7、管。适用场合：反应过程的加热或冷却。例如：季醇的结晶罐板式换热器优点:结构紧凑，单位体积设备所提供的传热面积大；总传热系数高，可通过增减板数调节传热面积；检修、清洗方便。缺点:处理量不大，操作压强较低，操作温度不能太高。例如：季醇板翅式换热器当两种流体的对流传热系数之比为3:1或更大时，宜采用翅片式换热器优点:效能高,用于气-气换热时效果最好；紧凑；重量轻；坚固；缺点:耐腐蚀性差、承压低。螺旋板式换热器优点:总传热效率高；不易堵塞；能有效利用低温热源和精密控制温度仪表；结构紧凑。缺点:操作压强和温度不能太高；结构复杂，不易检修