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換熱器的工作原理及其種類

文章出處: 作者:AG亚游8 點擊數: 發表時間:2017-04-07

  換熱器的工作原理及其種類

  一.換熱器的概念

  換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,又稱熱交換器。換熱器是化工,石油,動力,食品及其它許多工業部門的通用設備,換熱器價格,換熱器廠家,板式換熱器。谘詢熱線13872102013換熱設備因其用途不同,類型繁多,性能不一,但均可歸結為管殼式結構和板式結構兩大類。

  二.換熱器的工作原理

  換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,即在一個大的密閉容器內裝上水或其他介質,而在容器內有管道穿過。讓熱水從管道內流過。由於管道內熱水和容器內冷熱水的溫度差,會形成熱交換,也就是初中物理的熱平衡,高溫物體的熱量總是向低溫物體傳遞,這樣就把管道裏水的熱量交換給了容器內的冷水,換熱器又稱熱交換器 。

  三. 機械結構形式

  換熱器的分類良多,可以按傳熱原理、結構和用途等進行分類,按其結構分類主要有管殼式和板式兩種。 根據冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即:間壁式、混合式和蓄熱式。

  1、間壁式換熱器的類型

  夾套式換熱器

  這種換熱器是在容器外壁安裝夾套製成,結構簡單;但其加熱麵受容器壁麵限製,傳熱係數也不高.為提高傳熱係數且使釜內液體受熱均勻,可在釜內安裝攪拌器.當夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時,亦可在夾套中設置螺旋隔板或其它增加湍動的措施,以提高夾套一側的給熱係數.為補充傳熱麵的不足,也可在釜內部安裝蛇管. 夾套式換熱器廣泛用於反應過程的加熱和冷卻。

  沉浸式蛇管換熱器

  這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應的形狀,並沉浸在容器內的液體中.蛇管換熱器的優點是結構簡單,能承受高壓,可用耐腐蝕材料製造;其缺點是容器內液體湍動程度低,管外給熱係數小.為提高傳熱係數,容器內可安裝攪拌器。

  噴淋式換熱器

  這種換熱器是將換熱管成排地固定在鋼架上,熱流體在管內流動,冷卻水 從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器.噴淋式換熱器的管外是一層湍動程度較高的液膜,管外給熱係數較沉浸式增大很多.另外,這種換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動力的作用.因此,和沉浸式相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。

  管殼式換熱器

  管殼式(又稱列管式) 換熱器是最典型的間壁式換熱器,它在工業上的應用有著悠久的曆史,而且至今仍在所有換熱器中占據主導地位。

  管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成,殼體多呈圓形,內部裝有平行管束,管束兩端固定於管板上。在管殼換熱器內進行換熱的兩種流體,一種在管內流動,其行程稱為管程;一種在管外流動,其行程稱為殼程。管束的壁麵即為傳熱麵。為提高管外流體給熱係數,通常在殼體內安裝一定數量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路,增加流體速度,還迫使流體按規定路徑多次錯流通過管束,使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種,前者應用更為廣泛.。流體在管內每通過管束一次稱為一個管程,每通過殼體一次稱為一個殼程。為提高管內流體的速度,可在兩端封頭內設置適當隔板,將全部管子平均分隔成若幹組。這樣,流體可每次隻通過部分管子而往返管束多次,稱為多管程。同樣,為提高管外流速,可在殼體內安裝縱向檔板使流體多次通過殼體空間,稱多殼程。在管殼式換熱器內,由於管內外流體溫度不同,殼體和管束的溫度也不同。如兩者溫差很大, 換熱器內部將出現很大的熱應力,可能使管子彎曲,斷裂或從管板上鬆脫。因此,當管束和殼體溫度差超過50℃時,應采取適當 的溫差補償措施,消除或減小熱應力。

  2、混合式換熱器

  混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進行傳熱的,這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側的汙垢熱阻,隻要流體間的接觸情況良好,就有較大的傳熱速率。故凡允許流體相互混合的場合,都可以采用混合式熱交換器,例如氣體的洗滌與冷卻、循環水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等。它的應用遍及化工和冶金企業、動力工程、空氣調節工程以及其它許多生產部門中。 按照用途的不同,可將混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型:

  (1) 冷卻塔(或稱冷水塔)

  在這種設備中,用自然通風或機械通風的方法,將生產中已經提高了溫度的水進行冷卻降溫之後循環使用,以提高係統的經濟效益。例如熱力發電廠或核電站的循環水、合成氨生產中的冷卻水等,經過水冷卻塔降溫之後再循環使用,這種方法在實際工程中得到了廣泛的使用。

  (2)氣體洗滌塔(或稱洗滌塔

  在工業上用這種設備來洗滌氣體有各種目的,例如用液體吸收氣體混合物中的某些組分,除淨氣體中的灰塵,氣體的增濕或幹燥等。但其最廣泛的用途是冷卻氣體,而冷卻所用的液體以水居多。空調工程中廣泛使用的噴淋室,可以認為是它的一種特殊形式。噴淋室不但可以像氣體洗滌塔一樣對空氣進行冷卻,而且還可對其進行加熱處理。但是,它也有對水質要求高、占地麵積大、水泵耗能多等缺點:所以,目前在一般建築中,噴淋室已不常使用或僅作為加濕設備使用。但是,在以調節濕度為主要目的的紡織廠、卷煙廠等仍大量使用!

  (3)噴射式熱交換器

  在這種設備中,使壓力較高的流體由噴管噴出,形成很高的速度,低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進行傳熱,並一同進入擴散管,在擴散管的出口達到同一壓力和溫度後送給用戶。

  (4)混合式冷凝器

  這種設備一般是用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝。

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