《热交换器原理与设计》复习解读课件.ppt

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1、复习第一章什么是热交换器在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给其他流体的设备。分类简介：按传递热量的方法来分：间壁式：冷热流体间有一个固体壁面，两种流体不直接接触，热量通过壁面进行传递。蓄热式（回热式）：冷热流体轮流和壁面接触，热流体放热，冷流体吸热。混合式：冷热流体直接接触进行传热。又可分为管式换热器、板式换热器、夹套式换热器0.3换热器设计计算的内容(1)热计算确定传热系数及传热面积。(2)结构计算计算换热器的主要部件的尺寸，如管子的直径、长度、根数、壳体的直径，折流板的尺寸和数目，分程隔板的数目和布置，接管尺寸等。(3)流动阻力计算包括

2、管程和壳程的阻力，为选择泵和风机提供依据或校核其是否超过允许的数值。(4)强度计算算术平均与对数平均温差算术平均温差相当于温度呈直线变化的情况，因此，总是大于相同进出口温度下的对数平均温差，当时，两者的差别小于4％；当时，两者的差别小于2.3％。混合流：管子不带翅片，管外的气流可以在横向自由的随意的运动，称为混合流。但是管内的流体属于非混合流。3、其他流动方式时的平均温差按逆流方式计算的对数平均温差温度修正系数在相同的流体进出口温度条件下，按某种流动形式工作时的平均温差与逆流工作时的对数平均温差的比值在相同的流体进出口温度条件下，按逆流工作所需的传热面

3、积与按某种流动形式工作所需的传热面积之比值（传热系数相等的条件小），表示即：值的大小说明某种流动形式的换热器在给定工作条件下，接近逆流形式的程度，一般设计时要>0.9，<0.75时，认为设计不合理。恒不大于0或≤1关于的注意事项（1）值取决于无量纲参数P和R式中：下标1、2分别表示两种流体，上角标`表示进口，``表示出口，图表中均以P为横坐标，R为参量。（3）R的物理意义：两种流体的热容量之比（2）P的物理意义：流体2的实际温升与理论上所能达到的最大温升之比，所以只能小于1（4）对于管壳式换热器，查图时需要注意流动的“程”数（5）Ψ值总是小于或者等

4、于1。从Ψ值的大小可以看得出来某种流动方式在给定的工况下接近逆流的程度。（6）Ψ设计中最好使Ψ>0.9，若Ψ<0.75就认为不合理。出于降低壁温的目的，除外。（7）当R超过线图所表示的范围或者当某些区域的Ψ值不易读准时，可以用P’和R’查图。结构前端管箱壳体后端（包括管束）分类固定管板式U形管式填料函式浮头式管子两端固定在位于壳体两端的固定管板上只有一个管板，换热管弯成U形管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封，两端管板之一不与壳体连接，管壳式换热器二、管板作用:排布换热管；b.分隔管程和壳程流体→避免冷、热流体混合C.承受管程、壳程压力和温

5、度的载荷作用关键零件之一一、换热管作用:实现热交换管间距VS排列方式形式：椭圆形，双管板等等1.管程结构(1)管束分程(分程隔板):①条件:当换热器所需换热面↑，而管子又不能太长时，就要管数n↑(v↓)为使管内v↑→提高传热效果→需分程②管程数:一般有1，2，4，6，8，10，12等七种,最简单、最常用的是单管程。④分程的要求:a.避免流体温差较大的两部分管束紧邻b.程与程之间温差不宜过大,不超过28℃c.应尽可能使各管程的换热管数大致相同d.分程隔板槽形状简单,密封面长度较短壳体折流板折流杆防短路结构壳程分程2.壳程结构⑴壳体①接管→焊在壳体上，供壳

6、程流体进、出。②防冲挡板作用:减小流体的不均匀分布和对管束的侵蚀和震动，在壳程进口接管处设置防冲挡板.③导流筒作用:a.充分利用换热面积,减小壳程进出口处死区b.也起防冲作用c.减少壳程进出口处压降(外导流结构)条件:当壳程进出口接管距管板较远，流体停滞区过大时，应设置导流筒作用:a.提高壳程流体流速，增加湍动程度；使壳程流体垂直冲刷管束，提高壳程传热系数；b.减少结垢。c.支承管束⑵折流板、支持板①折流板结构形式弓形圆盘-圆环形堰形折流板②支持板设置条件:当换热器在工艺上无须设置折流板，但管子又比较长，超过最大无支撑跨距时，需设置一定数量的支持板，按

7、照折流板处理.作用:a.减小跨距→防振b.支承管子→增加管子刚度，防止管子产生过大挠度⑶折流杆针对传统折流板:有传热死区,流体阻力↑,易产生管振动等缺点→开发新型折流杆结构:1支撑杆2折流杆3滑轨(4)防短路结构目的:防止壳程流体，在某些区域短路→使传热效率增加结构：旁路挡板图挡管图中间挡板图旁路挡板折流板中间挡板(5)壳程分程(纵向隔板)目的:a.满足工艺设计要求b.增大壳程流体传热系数型式:E型、F型、G型、H型第五节管壳式热交换器的合理设计一、流体在热交换器内流动空间的选择原则1、提高传热系数受到限制的那一侧的换热系数，使传热面两侧的传热条件尽量

8、接近。2、节省金属材料3、清洗污垢方便4、减少热量，冷量损失5、减少壳体和管子因受热不同而产生