《传热与传质设备》PPT课件

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1、17.1换热设备17.1.1概述第17章传热与传质设备分类混合式、蓄热式、间壁式冷却器、加热器、冷凝器、热交换器、再沸器、废热锅炉作用原理传热面的形状与结构蛇管式、套管式、管壳式、板面式、热管式等作用目的应用：板式换热器早期应用于乳品、啤酒、果汁等生产中；民用实施方面，如宾馆、住宅、办公楼等场合的供热、空调和生活用水供应等也广泛用板式换热器；板式换热器应用于化工、石油、电力、冶金等工业部门，创始于20世纪40～50年代。标准：GB16409-1996《板式换热器》，适用于设计压力不大于2.5MPa的板式换热器，设计温

2、度受垫片材料的允许使用温度限制。传热性能好：不存在流动死区，水水换热时总传热系数可达3000W/(m2·K).自洁能力强、污垢热阻小。散热损失小。传热温差，可充分利用低温热源。温差应力小。内外压差较大时，螺旋板存在稳定性问题。检修难度大。螺旋板式换热器17.1.2管壳式换热设备优点：结构坚固，选材范围广，适应性强，制造容易，生产成本低，清洗方便，处理量大，可靠性高，能承受高温高压。结构型式：固定管板式，浮头式，填料函式，U形管式等。主要组合部件（GB151）：前端管箱、壳体、后端结构（包括管束）。前端管箱有封头管箱和

3、平盖管箱两种基本型式。壳体型式主要有单壳程，双壳程（带纵向隔板），单（双）分流，U型管式，釜式及带外导流筒式壳体等。后端结构主要有固定管板式，填函式浮头，钩圈式浮头，可抽式浮头，U形管束等。单壳程双壳程封头管箱平盖管箱外导流分流重叠式换热器管子与管板焊接固定管板式换热器结构简单；在相同壳体内排管最多，比较紧凑；管程可进行管子的清洗，制造方便，成本低。管壳程平均温差较大以至于温差应力很大时可在壳体上设置膨胀节。浮头式换热器的管束可自由伸缩，从而完全消除了温差应力，可把管束抽出进行清洗；浮头端小盖在操作时无法知道其泄漏情

4、况；管束与壳体内壁间隙大，易于造成流体短路，影响传热效率；结构复杂，金属消耗量大，制造成本高，造价约比固定管板式高20%左右。U形管式换热器只有一块管板，管束可自由伸缩，可把管束抽出进行管子外部清洗；管板上布管少，管板利用率低，结构不紧凑；结构简单，加工费用低；适用于管壳程温差较大或壳程介质易结垢的场合，特别适用于壳程压力不高，管程走清洁不易结垢的高温、高压和介质腐蚀性大的物料。填函式换热器的管束也可以自由伸缩，其浮头部分露于壳体之外，壳程流体靠填料函密封。填料密封外易于泄漏，壳程适用温度与压力受填料的限制，不宜处理

5、易挥发、易燃、易爆和有毒等危险性大的介质，适用于在小直径和低压情况下使用。釜式换热器经常用于液体蒸发，要求有较大的蒸发空间。管壳式流程布置；换热管的规格、根数、排列方式、间距；壳体内径；管壳程流体进出口管通径及布置等8.3固定管板式换热器温差应力分析减小温差应力的措施:减弱轴向约束,加膨胀节温差应力种类：管子和壳体圆筒中的轴向拉（压）应力：管板中的弯曲应力；管子与管板的拉脱力8.4管子与管板的连接设计压力≤4MPa；设计温度≤300℃；操作中无剧烈振动，无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀。不适用于有较大振动及间隙腐蚀

6、的场合密封要求较高的场合；承受振动或疲劳载荷的场合；有间隙腐蚀的场合；采用复合管板的场合板式塔的典型结构