【正文】 第一篇：換熱器工作原理管殼式換熱器的三種分類(lèi)管殼式換熱器按照應(yīng)力補(bǔ)償?shù)姆绞讲煌?，可以分為以下三個(gè)種類(lèi)：固定管板式換熱器固定管板式換熱器是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的管殼式換熱器，它的傳熱管束兩端管板是直接與殼體連成一體的，殼體上安裝有應(yīng)力補(bǔ)償圈，能夠在固定管板式換熱器內(nèi)部溫差較大時(shí)減小熱應(yīng)力。固定管板式換熱器的熱應(yīng)力補(bǔ)償較小，不能適應(yīng)溫差較大的工作。浮頭式換熱器浮頭式換熱器是管殼式換熱器中使用最廣泛的一種，它的應(yīng)力消除原理是將傳熱管束一段的管板放開(kāi)，任由其在一定的空間內(nèi)自由浮動(dòng)而消除熱應(yīng)力。浮頭式換熱器的傳熱管束可以從殼體中抽出，清洗和維修都較為方便，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此浮頭式換熱器的價(jià)格較高。U型管換熱器U型管換熱器的換熱器傳熱管束是呈U形彎曲換熱器，管束的兩端固定在同一塊管板的上下部位，再由管箱內(nèi)的隔板將其分為進(jìn)口和出口兩個(gè)部分，而完全消除了熱應(yīng)力對(duì)管束的影響。U型管換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便，但很難拆卸和清洗。管殼式換熱器,管殼式換熱器結(jié)構(gòu)原理管殼式換熱器由一個(gè)殼體和包含許多管子的管束所構(gòu)成，冷、熱流體之間通過(guò)管壁進(jìn)行換熱的換熱器。管殼式換熱器作為一種傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備，在化工、煉油、石油化工、動(dòng)力、核能和其他工業(yè)裝置中得到普遍采用，特別是在高溫高壓和大型換熱器中的應(yīng)用占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。通常的工作壓力可達(dá)4兆帕，工作溫度在200℃以下，在個(gè)別情況下還可達(dá)到更高的壓力和溫度。一般殼體直徑在1800毫米以下，管子長(zhǎng)度在9米以下,在個(gè)別情況下也有更大或更長(zhǎng)的。工作原理和結(jié)構(gòu) 圖1 [固定管板式換熱器]為固定管板式換熱器的構(gòu)造。A流體從接管1流入殼體內(nèi)，通過(guò)管間從接管2流出。B流體從接管3流入,通過(guò)管內(nèi)從接管4流出。如果A流體的溫度高于B流體,熱量便通過(guò)管壁由A流體傳遞給B流體；反之，則通過(guò)管壁由B流體傳遞給A流體。殼體以?xún)?nèi)、管子和管箱以外的區(qū)域稱(chēng)為殼程，通過(guò)殼程的流體稱(chēng)為殼程流體(A流體)。管子和管箱以?xún)?nèi)的區(qū)域稱(chēng)為管程,通過(guò)管程的流體稱(chēng)為管程流體(B流體)。管殼式換熱器主要由管箱、管板、管子、殼體和折流板等構(gòu)成。通常殼體為圓筒形。管子為直管或U形管。為提高換熱器的傳熱效能，也可采用螺紋管、翅片管等。管子的布置有等邊三角形、正方形、正方形斜轉(zhuǎn)45176。和同心圓形等多種形式，前3 種最為常見(jiàn)。按三角形布置時(shí)，在相同直徑的殼體內(nèi)可排列較多的管子，以增加傳熱面積，但管間難以用機(jī)械方法清洗，流體阻力也較大。管板和管子的總體稱(chēng)為管束。管子端部與管板的連接有焊接和脹接兩種。在管束中橫向設(shè)置一些折流板，引導(dǎo)殼程流體多次改變流動(dòng)方向，有效地沖刷管子，以提高傳熱效能，同時(shí)對(duì)管子起支承作用。折流板的形狀有弓形、圓形和矩形等。為減小殼程和管程流體的流通截面、加快流速，以提高傳熱效能，可在管箱和殼體內(nèi)縱向設(shè)置分程隔板，將殼程分為2程和將管程分為2程、4程、6程和8程等。管殼式換熱器的傳熱系數(shù)，在水水換熱時(shí)為1400～2850瓦每平方米每攝氏度〔W/(m(℃)〕。用水冷卻氣體時(shí),為10～280W/(m(℃)；用水冷凝水蒸汽時(shí),為570～4000W/(m(℃)。特點(diǎn) 管殼式換熱器是換熱器的基本類(lèi)型之一，19世紀(jì)80年代開(kāi)始就已應(yīng)用在工業(yè)上。這種換熱器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,處理能力大、選材范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，易于制造,生產(chǎn)成本較低，清洗較方便，在高溫高壓下也能適用。但在傳熱效能、緊湊性和金屬消耗量方面不及板式換熱器、板翅式換熱器和板殼式換熱器等高效能換熱器先進(jìn)。分類(lèi) 管殼式換熱器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、Ｕ型管式換熱器、雙重管式換熱器、填函式換熱器和雙管板換熱器等。前 3種應(yīng)用比較普遍。固定管板式換熱器 它是管殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)形式（圖1 [固定管板式換熱器]）。管子的兩端分別固定在與殼體焊接的兩塊管板上。在操作狀態(tài)下由于管子與殼體的壁溫不同，二者的熱變形量也不同，從而在管子、殼體和管板中產(chǎn)生溫差應(yīng)力。這一點(diǎn)在分析管板強(qiáng)度和管子與管板連接的可靠性時(shí)必須予以考慮。為減小溫差應(yīng)力，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)。固定管板式換熱器一般只在適當(dāng)?shù)臏夭顟?yīng)力范圍、殼程壓力不高的場(chǎng)合下采用。固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，但參與換熱的兩流體的溫差受一定限制；管間用機(jī)械方法清洗有困難，須采用化學(xué)方法清洗，因此要求殼程流體不易結(jié)垢。浮頭式換熱器 圖2 [浮頭式換熱器]為浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)。管子一端固定在一塊固定管板上，管板夾持在殼體法蘭與管箱法蘭之間，用螺栓連接；管子另一端固定在浮頭管板上，浮頭管板與浮頭蓋用螺栓連接，形成可在殼體內(nèi)自由移動(dòng)的浮頭。由于殼體和管束間沒(méi)有相互約束，即使兩流體溫差再大，也不會(huì)在管子、殼體和管板中產(chǎn)生溫差應(yīng)力。對(duì)于圖2a[浮頭式換熱器]中的結(jié)構(gòu)，拆下管箱可將整個(gè)管束直接從殼體內(nèi)抽出。為減小殼體與管束之間的間隙，以便在相同直徑的殼體內(nèi)排列較多的管子，常采用圖2b[浮頭式換熱器]的結(jié)構(gòu)，即把浮頭管板夾持在用螺栓連接的浮頭蓋與鉤圈之間。但這種結(jié)構(gòu)裝拆較麻煩。浮頭式換熱器適用于溫度波動(dòng)和溫差大的場(chǎng)合；管束可從殼體內(nèi)抽出用機(jī)械方法清洗管間或更換管束。但與固定管板式換熱器相比，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。U型管式換熱器 一束管子被彎制成不同曲率半徑的U型管，其兩端固定在同一塊管板上,組成管束（圖3[U型管式換熱器]）。管板夾持在管箱法蘭與殼體法蘭之間，用螺栓連接。拆下管箱即可直接將管束抽出，便于清洗管間。管束的U形端不加固定，可自由伸縮,故它適用于兩流體溫差較大的場(chǎng)合；又因其構(gòu)造較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單,只有一塊管板，單位傳熱面積的金屬消耗量少,造價(jià)較低,也適用于高壓流體的換熱。但管子有U形部分，管內(nèi)清洗較直管困難，因此要求管程流體清潔，不易結(jié)垢。管束中心的管子被外層管子遮蓋，損壞時(shí)難以更換。相同直徑的殼體內(nèi)，U形管的排列數(shù)目較直管少,相應(yīng)的傳熱面積也較小。雙重管式換熱器 將一組管子插入另一組相應(yīng)的管子中而構(gòu)成的換熱器（圖4 [雙重管式換熱器]）。管程流體（B流體）從管箱進(jìn)口管流入,通過(guò)內(nèi)插管到達(dá)外套管的底部，然后返向，通過(guò)內(nèi)插管和外套管之間的環(huán)形空間，最后從管箱出口管流出。其特點(diǎn)是內(nèi)插管與外套管之間沒(méi)有約束，可自由伸縮。因此，它適用于溫差很大的兩流體換熱。但管程流體的阻力較大，設(shè)備造價(jià)較高。填函式換熱器 圖5 [填函式換熱器]為填函式換熱器的結(jié)構(gòu)。管束一端與殼體之間用填料密封。管束的另一端管板與浮頭式換熱器同樣夾持在管箱法蘭與殼體法蘭之間，用螺栓連接。拆下管箱、填料壓蓋等有關(guān)零件后,可將管束抽出殼體外,便于清洗管間。管束可自由伸縮，具有與浮頭式換熱器相同的優(yōu)點(diǎn)。由于減少了殼體大蓋，它的結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單，造價(jià)也較低；但填料處容易滲漏，工作壓力和溫度受一定限制，直徑也不宜過(guò)大。雙管板換熱器 管子兩端分別連接在兩塊管板上(圖6[雙管板換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)])，兩塊管板之間留有一定的空間，并裝設(shè)開(kāi)孔接管。當(dāng)管子與一側(cè)管板的連接處發(fā)生泄漏時(shí)，漏入的流體在此空間內(nèi)收集起來(lái)，通過(guò)接管引出，因此可保證殼程流體和管程流體不致相互串漏和污染。雙管板換熱器主要用于嚴(yán)格要求參與換熱的兩流體不互相串漏的場(chǎng)合，但造價(jià)比固定管板式換熱器高。第二篇：換熱器原理介紹換熱器基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)單計(jì)算板式換熱器板片面積選用板式換熱器就是要選擇板片的面積的簡(jiǎn)單方法：Q=KFΔt，Q——熱負(fù)荷 K——傳熱系數(shù) F——換熱面積 Δt——傳熱對(duì)數(shù)溫差傳熱系數(shù)取決于換熱器自身的結(jié)構(gòu)，每個(gè)不同流道的板片，都有自身的經(jīng)驗(yàn)公式，如果不嚴(yán)格的話(huà)，可以取2000~3000。換熱器的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)形式換熱器作為傳熱設(shè)備被廣泛用于耗能用量大的領(lǐng)域。隨著節(jié)能技術(shù)的飛速發(fā)展，換熱器的種類(lèi)越來(lái)越多。適用于不同介質(zhì)、不同工況、不同溫度、不同壓力的換熱器，結(jié)構(gòu)型式也不同，換熱器的具體分類(lèi)如下：一、換熱器按傳熱原理可分為：表面式換熱器表面式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開(kāi)的空間里流動(dòng)，通過(guò)壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對(duì)流，兩種流體之間進(jìn)行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的換熱器。蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器通過(guò)固體物質(zhì)構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質(zhì)先通過(guò)加熱固體物質(zhì)達(dá)到一定溫度后，冷介質(zhì)再通過(guò)固體物質(zhì)被加熱，使之達(dá)到熱量傳遞的目的。蓄熱式換熱器有旋轉(zhuǎn)式、閥門(mén)切換式等。流體連接間接式換熱器流體連接間接式換熱器，是把兩個(gè)表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來(lái)的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。直接接觸式換熱器直接接觸式換熱器是兩種流體直接接觸進(jìn)行換熱的設(shè)備，例如，冷水塔、氣體冷凝器等。二、換熱器按用途分為：加熱器加熱器是把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒(méi)有發(fā)生相的變化。預(yù)熱器預(yù)熱器預(yù)先加熱流體，為工序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)。過(guò)熱器過(guò)熱器用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過(guò)熱狀態(tài)。蒸發(fā)器蒸發(fā)器用于加熱流體，達(dá)到沸點(diǎn)以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化。三、按換熱器的結(jié)構(gòu)可分為：可分為：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、U形管板換熱器、板式換熱器等。各種換熱器原理及特點(diǎn)■ 板式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：板式換熱器由高效傳熱波紋板片及框架組成。板片由螺栓夾緊在固定壓緊板及活動(dòng)壓緊板之間，在換熱器內(nèi)部就構(gòu)成了許多流道，板與板之間用橡膠密封。壓緊板上有本設(shè)備與外部連接的接管。板片用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕金屬薄板壓制而成，四角沖有供介質(zhì)進(jìn)出的角孔，上下有掛孔。人字形波紋能增加對(duì)流體的擾動(dòng)，使流體在低速下能達(dá)到湍流狀態(tài)，獲得高的傳熱效果。并采用特殊結(jié)構(gòu)，保證兩種流體介質(zhì)不會(huì)串漏。■螺旋板式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：螺旋板式換熱器是一種高效換熱器設(shè)備,適用汽－汽、汽－液、液－液，對(duì)液傳熱。它適用于化學(xué)、石油、溶劑、醫(yī)藥、食品、輕工、紡織、冶金、軋鋼、焦化等行業(yè)。按 結(jié)構(gòu)形式可分為 不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋 板式換熱器?！?列管式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：列管式換熱器（又名列管式冷凝器），按材質(zhì)分為碳鋼列管式換熱器，不銹鋼列管式換熱器和碳鋼與不銹鋼混合列管式換熱器三種，按形式分為固定管板式、浮頭式、U型管式換熱器，按結(jié)構(gòu)分為單管程、雙管程和多管程，傳熱面積1～500m2，可根據(jù)用戶(hù)需要定制?！?管殼式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：管殼式換熱器是進(jìn)行熱交換操作的通用工藝設(shè)備。廣泛應(yīng)用于化工、石油、石油化工、電力、輕工、冶金、原子能、造船、航空、供熱等工業(yè)部門(mén)中。特別是在石油煉制和化學(xué)加工裝置中，占有極其重要的地位。換熱器的型式。■ 容積式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：自動(dòng)控溫節(jié)能型容積式熱交換器，它充分利用蒸汽能源、高效、節(jié)能，是一種新型熱水器。普通熱水器一般需要配置水水熱交換器來(lái)降低蒸汽凝結(jié)水溫度以便回用。而節(jié)能型熱交換器凝結(jié)水出水溫度在45℃左右，或直接回鍋爐房重復(fù)使用。這樣減少了設(shè)備投資，節(jié)約熱交換器機(jī)房面積，從而降低基建造價(jià)，因此節(jié)能型容積式熱交換器深受廣大設(shè)計(jì)、用戶(hù)單位歡迎。鋼襯銅熱交換器比不銹鋼熱交換器經(jīng)濟(jì)，并且技術(shù)上有保證。它利用了鋼的強(qiáng)度和銅的耐腐蝕性，即保證熱交換器能承受一定工作壓力，又使熱交換器出水質(zhì)量好。鋼襯銅熱交換器必須防止在罐內(nèi)形成部分真空，因此產(chǎn)品出廠時(shí)均設(shè)有防真空閥。此閥除非定期檢修是絕對(duì)不能取消的。部分真空的形成原因可能是排出不當(dāng)，低水位時(shí)從熱交換器，或者排水系統(tǒng)不良。水錘或突然的壓力降也是造成壓負(fù)的原因?！?浮頭式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：浮頭式換熱器其一端管板與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內(nèi)自由浮動(dòng)。殼體和管束對(duì)熱膨脹是自由的，故當(dāng)兩種介質(zhì)的溫差較大時(shí)，管束與殼體之間不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計(jì)成可拆結(jié)構(gòu)，使管束可以容易地插入或抽出，這樣為檢修和清洗提供了方便。這種形式的換熱器特別適用于殼體與換熱管溫差應(yīng)力較大，而且要求殼程與管程都要進(jìn)行清洗的工況?！?管式換熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：DLG型列管式換熱器利用熱傳導(dǎo)和熱輻射的原理，煙道氣通過(guò)管程與逆流通過(guò)殼程的空氣進(jìn)行能量交換，從而達(dá)到輸出潔凈熱空氣的目的。該換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，列管采用耐高溫的薄壁波紋管，增加發(fā)傳熱面積和換熱效率。廣泛應(yīng)用于化工、制藥、輕工等行業(yè)廢氣余熱利用和空氣加熱?！鰺峁軗Q熱器的構(gòu)造原理、特點(diǎn)：熱管是一種