化工機(jī)械基礎(chǔ)之傳熱與傳質(zhì)設(shè)備(已修改)
2025-01-06 16:20 本頁面
【正文】 第五篇 過程設(shè)備概論第十章 傳熱與傳質(zhì)設(shè)備1 換熱設(shè)備的應(yīng)用使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備稱為換熱設(shè)備定義應(yīng)用它是化工、煉油、動力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械及其它許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設(shè)備投資比重 化工廠中，約占總投資的 10%～ 20%；煉油廠中，約占總投資的 35%～ 40%。工業(yè)使用 使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝流程上的需要。換熱設(shè)備也是回收利用余熱、廢熱特別是低位熱能的有效裝置。 換熱設(shè)備（ 1） 按作用原理和傳熱方式分類一、直接接觸式換熱器（混合式）二、蓄熱式換熱器三、間壁式換熱器2 換熱設(shè)備分類a、直接接觸式換熱器—— 又稱混合式換熱器，見下圖。—— 利用冷、熱流體直接接觸，彼此混合進(jìn)行換熱。 如冷卻塔、冷卻冷凝器等。為增加兩流體接觸面積，充分換熱，在設(shè)備中常放置填料和柵板，通常采用塔狀結(jié)構(gòu)。圖 171 直接接觸式換熱器優(yōu)點 —— 傳熱效率高、單位容積傳熱面積大、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等。但僅適用于工藝上允許兩種流體混合的場合b、蓄熱式換熱器原理 —— 又稱回?zé)崾綋Q熱器 借助固體（如固體填料或多孔性 格子磚等）構(gòu)成的蓄熱體，使熱 流體和冷流體交替接觸，把熱量 從熱流體傳遞給冷流體。熱流體熱流體冷流體冷流體載熱體圖圖 172 蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器優(yōu)點 ——結(jié)構(gòu)緊湊、價格便宜、單位體積傳熱面大，適用于氣 — 氣熱交換。如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。局限 ——若兩種流體不允許混合，不能采用蓄熱式換熱器過程設(shè)備設(shè)計一、管式換熱器二、板面式換熱器三、其它型式換熱器管殼式換熱器蛇管式換熱器套管式換熱器纏繞管式換熱器板殼式換熱器螺旋板式換熱器板式換熱器板翅式換熱器傘板式換熱器 傳熱管的結(jié)構(gòu)形式不同c 間壁式換熱器分類3 換熱器選型換熱器選型主要因素：（ 壓力、溫度及允許壓力降的范圍） ；2. 使用安全可靠；、操作、清洗、維修的要求；（材料；價格、使用壽命等）?；绢愋鸵?、固定管板式二、浮頭式三、 U形管式四、填料函式五、釜式重沸器（一）固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)固定管板式換熱設(shè)備立體圖(a)外形圖(b)剖面圖—— 適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢并能進(jìn)行溶解清洗，管、殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場合。優(yōu)點 —— 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、能承受較高的壓力，造價低，管程清洗方便，管子損壞時易于堵管或更換。缺點—— 當(dāng)管束與殼體的壁溫或材料的線膨脹系數(shù)相差較大時，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。應(yīng)用 為減少 熱應(yīng)力 ，通常在固定管板式換熱器中設(shè)置柔性元件（如膨脹節(jié)、撓性管板等），來吸收熱膨脹差。（二）浮頭式結(jié)構(gòu)浮頭端可自由伸縮，無熱應(yīng)力浮頭端浮頭式換熱器優(yōu)點 —— 管間和管內(nèi)清洗方便，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力；缺點 —— 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價比固定管板式換熱器高， 設(shè)備笨重，材料消耗量大，且浮頭端小蓋 在操作中無法檢查，制造時對密封要求較 高。應(yīng)用 —— 殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介
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