热交换器原理与设计复习考核重点.docx

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1、第二章管壳式热交换器1、管壳式热交换器按其结构的不同一般可分为固定管板式、U形管式、浮头式和填料式四种类型。管壳式热交换器，具有结构简单、造价较低、选材范围广、适用范围广、处理能力大、清洗方便等优点，还能适应高温高压的要求。但传热效果较差、体积比较庞大，因此在某些场合需要使用在传热性能、体积等方面具有一定优点的其他型式热交换器。（1）固定管板式热交换器：将管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上，固称之为管板式热交换器。结构比较简单，重量轻，在壳程数相同的条件下可排的管数多。但是他的壳程不能检修和清洗，因此宜于

2、流过不宜结垢和清洁的流体，当管束与壳体的温差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开。从而发生流体的泄漏。为避免后患可在外壳上装设膨胀节，但它只能减小而不能完全消除由于温差引起的热应力。这种方法不能照顾到管子的相对移动。（2）U形管式热交换器:管束由U字形弯管组成。管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定，使每根管子具有自由伸缩的余地而不受其他管子及壳体的影响。可将整个管束抽出清洗，但要清除内壁的污垢却比较困难，因为弯曲的管子需要一定的弯曲半径，因而在制造时需要不同曲率的模子弯管，且使管板的有效利

3、用率降低。此外，损坏的管子也难于调换，U形管中间部分空间对热交换器的工作有着不利的影响，从而使热的应用受到很大的限制。（3）浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接（为固定端），另一端的管板不与壳体固定连接而可相对于壳体滑动，这一端为浮头端。管束的热膨胀不受壳体的约束，壳体与管束之间不会因差胀而产生热应力。需要清洗和检修时，仅将整个固定端抽出即可进行。它的缺点是：浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，结果使壳体直径增大，或壳程与管束之间形成了阻力较小的环形通道，部分流体将有此处旁通而不参与热交换过

4、程。优缺点表明，浮头式热交换器适用于管子与壳体间温差大，壳程介质腐蚀性强，易结垢的情况。（4）填料函式热交换器：应用于温差较大，介质易结垢，且压力不高大场合。使一端管板固定而让另一端可在填料函中滑动的热交换器。由于填料密封处容易泄露，故不宜用于挥发、易燃易爆、有毒和高压流体的热交换。由于制造的复杂，安装不便，不宜采用这种结构。3、管子在管板上的固定于排列：1）等边三角形法：当层数>6时，由于六边形的弓形部分可排管子，故层数越多越有利；（最合理排列方式）2）同心圆法：比较紧凑，且靠近壳体处布管均匀，在小直径热交

5、换器中，这种方式布管数比等边三角形要多。3）正方形法：一定管板面积是可排列的管数最少，但它易于清扫，故在易于生成污垢、需将管束抽出清洗时的场合得到应用（浮头式~和填料函式~）5、补强圈：保护传热管，定距管：定折流板间距拉杆：用于固定折流板，分程隔板：为了将热交换器的管程分为若干流程；4、区分挡管、折流板、定距柱：拉杆和定距管主要用于折流板的安装，拉杆主要固定折流板在垂直方向上的位置，减少由流体作用换热管与折流板之间的摩擦，定距管主要是定位折流板在水平方向上的距离，也就是控制折流板的间距，提高换热效率。5、折流

6、板：为了提高流体的流速和湍流强度，强化壳程流体的传热，在管外空间装设纵向隔板或折流板。纵向隔板在U形管壳式热交换器中常有应用，折流板除使流体横过管束流动外还有支撑管束、防止管束振动和弯曲的作用，装设比纵向隔板简单。常用形式有：弓形折流板、盘环形。有时折流板附近出现流动“死区”，为避免应使折流板倾斜。优点：没有传热死区、结垢速度慢、管束不易振动挡管和旁路挡板：防止壳程流体短路防冲板与导流筒：保护传热管束6、管壳式热交换器的基本构造：⑴管板⑵分程隔板⑶纵向隔板、折流板、支持板⑷挡板和旁路挡板⑸防冲板 产生流动阻力

7、的原因：①流体具有黏性，流动时存在着摩擦，是产生流动阻力的根源；②固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。 热交换器中的流动阻力：摩擦阻力和局部阻力  管壳式热交换器的管程阻力：沿程阻力、回弯阻力、进出口连接管阻力 管程流过的流体：容积流量小，不清洁、易结垢，压力高，有腐蚀性，高温流体或在低温装置中的低温流体。7、卧式和立式管壳式换热器型号表示法：前端管箱：A-平盖管箱，B-封头管箱，C-用于可拆管束与管板制成一体的管箱；N-与管板制成一体的固定管板管箱，D

8、-特殊高压管箱；壳体型式：E-单程壳体，F-具有纵向双程壳体G-分流，H-双分流，I-U形管式热交换器，J-无隔板分流K-釜式重沸器，O-外导流后端结构形式：L-与A相似的固定管板结构，M-与B相似的固定管板结构N-与C相似的固定管结构，P-填料函式浮头，T-钩圈式浮头U-U形管束，W-带套环填料函式浮头第三章高效间壁式换热器1、间壁式热交换器有固定传热面，热量在同一时刻通过固体壁由一侧的热流体传递