化工原理第四章.ppt

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1、4.6传热设备与习题课1.间壁式换热器12.混合式23.蓄热式换热器3间壁式换热器的类型1.管式换热器1）蛇管式换热器4（1）沉浸式5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。为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。6（2）喷淋式7结构：多用于冷却管内的热流体。将蛇管成排地固定于钢架上，被冷却的流体在管内流动，冷却水由管上方的喷淋装置中均匀淋下，故又称喷淋式冷却器。优点：传热推动力大，传热效果好，便于检修和清洗。缺点：喷淋不易均匀。82）套管式

2、换热器（逆流）9结构：将两种直径大小不同的直管装成同心套管，可用U形肘管把管段串联起来，每一段直管称作一程。优点：进行热交换时使一种流体在内管流过，另一种则在套管间的环隙中通过。流速高，表面传热系数大，逆流流动，平均温差最大，结构简单，能承受高压，应用方便。缺点：管间接头较多，易发生泄漏；单位长度具有的传热面积小。103）管壳式换热器（1）固定管板式优点：结构简单,成本低；缺点：壳程不易机械清洗,可能产生较大的热应力；使用场合:壳程流体不易结垢或容易化学清洗,壳体与传热管壁温度之差小于50度，否则加膨胀节(低于60～70度,压力低于600kPa)。1112（2）U型管换热器特点：管内清洗困难

3、13（3）浮头式换热器结构较为复杂,成本高,消除了温差应力，应用广泛。142.板式换热器1）夹套式换热器15结构：夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却，是在容器外壁安装夹套制成。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。162）板式换热器1718193）螺旋板式换热器（逆流）20213.翅片式换热器1）翅片式管换热器2223静态混合器242）板翅式换热器254.热管换热器（1）由传热管、壳体、隔板构成。（2）通过工作液的沸腾气化、蒸气流动、蒸气冷凝实现传热。（3）特别适用低温差的传热。2627（2）

4、型号表示方法XXXXXX－XX－XXX123451：换热器的代号2：公称直径3：管程数4：公称压强5：公称换热面积2）管壳式换热器的系列标准282.管壳式换热器设计时应考虑的问题1）流体流径的选择在换热器中，哪一种流体流经管程，哪一种流经壳程，下列几点可作为选择的一般原则：不洁净或易结垢的液体宜在管程；腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀；压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力；29饱和蒸汽宜走壳程，因饱和蒸汽比较清洁，表面传热系数与流速无关，而且冷凝液容易排出；流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜，因在壳程Re>100即可达到湍流。但这不是绝对的，如流动阻力损失允许，将这类流体通入

5、管内并采用多管程结构，亦可得到较高的表面传热系数；30若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将表面传热系数大的流体通入壳程，以减小热应力；需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。31以上各点常常不可能同时满足，应抓住主要方面，例如首先从流体的压力、防腐蚀及清洗等要求来考虑，然后再从对阻力降低或其他要求予以校核选定。322）流体流速的选择333）流体两端温度的选择4）管子的规格和排列方式规格：252.5，192长度：1.5，2，3，4.5，6和9m长径比：4～6排列方式：等边三角形、正方形34355）管程和壳程数的确定366）折流挡板安装折流挡板的目的是为提高管外表面传热系数。我国系列

6、标准中采用的挡板间距为：固定管板式有100，150，200，300，450，600，700mm七种浮头式有100，150，200，250，300，350，450（或480），600mm八种。37挡板的形状和间距必须适当。387）外壳直径的确定398）主要附件封头、缓冲挡板、导流筒、放气孔、排液孔、接管9）材料的选用10）流体流动阻力的计算403.列管式换热器的选用和设计计算步骤1）试算并初选设备规格确定流体在换热器中的流动途径；根据传热任务计算热负荷Q；确定流体在换热器两端的温度，选择换热器型式，计算定性温度，并确定流体在定性温度下的物性数据；计算平均温度差，决定壳程数；41初选总传热系数；

7、由传热速率方程，初步计算出传热面积，并确定换热器的基本尺寸。422）计算管、壳程压强降3）核算总传热系数根据选择的换热器，再计算总传热系数K1，要求K1/K=1.15－1.25，否则，另选K，直至满足要求为止。434.7.3各种间壁式换热器的比较和传热的强化途径1.各种间壁式换热器的比较视具体情况，综合考虑择优选定。442.传热的强化途径1）增大单位体积的传热面积；2）增大平均温度差：提高逆流程度；3）增大总