熱交換器第二章ppt課件(參考版)
2025-05-15 03:18本頁面
【正文】 1)低溫熱交換器的作用 在空氣分離裝置或其它利用深冷進行氣體液化與分離的裝置 (例如碳氫化合物氣體的分離裝置 )中，沒有熱交換器就不可能有效地進行深冷過程。 ?利用工業(yè)爐煙氣來預熱空氣或煤氣的熱交換器。 ?常用的型式仍為固定管板式、 U形管式和浮頭式三種。 高溫高壓管殼式熱交換器 ?高溫高壓熱變換器通常指其工作溫度在350 ℃ 以上，壓力在 10MPa以上。 其主要方法是用蒸發(fā)器將稀溶液加熱至沸騰，使其中部分水蒸發(fā)而使溶液的濃度得到提高。 （ 3）含不凝氣蒸汽的冷凝 含不凝氣蒸汽的冷凝機理 其傳熱由兩部分構(gòu)成 1)潛熱傳遞 推動力為蒸汽的分壓差 潛熱傳遞的熱量表示為： 2)顯熱傳遞 當 不凝氣含量相對高 時，傳熱溫差和換熱系數(shù)要分成多段進行計算？ 當 不凝氣含量不高 時， 蒸汽速度 是影響換熱的主要因素， 傳質(zhì)系數(shù) 的考慮？ (傳質(zhì)與傳熱的類比） 熱量傳遞與質(zhì)量傳遞類比 傳熱求解： 傳質(zhì)求解： 4）混合蒸汽的冷凝 特點： 分凝器 和 全冷凝器 的概念介紹 管殼式蒸發(fā)器的工作特點 蒸發(fā)器中所進行著的沸騰換熱和冷凝換熱一樣，均 屬于強化型換熱 ，液體在沸騰時能吸收大量的汽化潛熱，汽泡在形成和脫離加熱面時，在邊界層內(nèi)產(chǎn)生強烈的擾動，使其熱邊界層內(nèi)形成很大的溫度梯度，從而達到很高的換熱系數(shù)，與單相流體的對流換熱系數(shù)相比，可提高幾倍乃至二、三十倍?？赡羝梢允菃我怀煞值募儍粽羝部赡苁嵌喾N組分的混合蒸氣。蒸汽在冷壁凝結(jié)并放出潛熱，而冷卻流體在壁面的另一側(cè)吸收熱量，這就是 冷凝器的工作原理。 ℃ ） （ 5）每年按 330天計算，每天 24小時連續(xù)運行。s，比熱容 （ kg 1）渦流脫落引起的振動與噪聲 什么是 卡門渦街？ 卡門渦街 2）氣流彈性旋轉(zhuǎn)引起的振動 3）湍流抖振 （ 2）振動的預防措施 右圖中結(jié)構(gòu)有效地 消除了湍流抖振 2． 6 管殼式熱交換器的設計程序 一般的設計程序如下； (1)根據(jù)設計任務搜集有關(guān)的原始資料，并選定熱交換器的型式等。 如果所允許的壓降不是由生產(chǎn)條件來決定，則可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較來確定最佳流速 (或最經(jīng)濟流速 )，這時設備的投資費用與運行費用之和最低。 流體流動速度的選擇 一般情況下，流速的增加使換熱系數(shù)隨之俱增，但是增加流速將使流動阻力也隨之增大，且其增加的速率遠超過換熱系數(shù)的增加速率 因此，所選擇的流速要盡量使流體呈湍流狀態(tài)，以保證設備在較大的傳熱系數(shù)下進行熱交換，為避免產(chǎn)生過大的壓降，才不得不選用層流狀態(tài)下的流速。小管徑利于承受壓力，因而管壁較薄且在相同的殼徑內(nèi)可以排列較多的管子，使換熱器單位體積的傳熱面積增大、結(jié)構(gòu)緊湊，單位傳熱面積金屬耗量少，傳熱效率也稍高一些，但制造麻煩，且小直徑管子易結(jié)垢，不易清洗。 ?在順流和逆流時．還可用以下根據(jù)平均溫差的指數(shù)規(guī)律而推導出來的公式直接計算終溫。 ? 流路分析法是利用廷克所提出的將殼程流動分成如圖 . 管殼式熱交換器的合理設計 流體在熱交換器內(nèi)流動空間的選擇 在設計熱交換器時必須正確選定哪一種流體走管程，哪一種流體走殼程。但 殼程的壓降不一定大 ，因壓降與流速、水力直徑、折流板數(shù)、流體密度等有關(guān)、因此在同樣的雷諾數(shù)時，殼程壓降有可能比管程低。 所以流動阻力的大小與流體本身的物理性質(zhì)、流動狀況及壁面的形狀等因素有關(guān)。如果壓降大 ,消耗的功率多，就需要配備功率較大的動力設備來補償因壓力降低所消耗的能量。注意對油類等高粘度流體的定性溫度的選?。? 定型尺寸的選取 (當量直徑見附錄 B） 粘度的修正 復合換熱的處理 壁溫的計算 ? 選擇熱交換器的類型和管子材料以及考慮熱膨脹的補償時均需知道壁溫。 傳熱系數(shù)的確定 傳熱計算時，總傳熱系數(shù) K的來源有三個方面： ? 選用生產(chǎn)實際的經(jīng)驗數(shù)據(jù) ? 實驗測定 ? K值的計算 換熱系數(shù)的計算 ? 1）管內(nèi)外換熱系數(shù) 流體流過各種形式傳熱壁面時的 α ，一般是在試驗數(shù)據(jù)的基礎上，把它的變化規(guī)律整理成努賽爾準數(shù)（ Nu）或傳熱因子（ Jh）與雷諾數(shù)（ Re)之間的關(guān)系用公式或線圖的形式表現(xiàn)出來。 1） 對于縱向隔板，主要確定其長度，計算時采用連續(xù)性方程 確定縱向隔板長度的基本原則： 使流體在縱向隔板轉(zhuǎn)彎時的流速與各流程中順管束流動時速度基本相等。 當管數(shù)較多又要反復計算時 ， 可 參考系列標準 或 通過估算 初選外殼直徑 ， 待設計完成后再用 作圖法畫出管子的排列圖 。 管箱 管箱 管殼式熱交換器的結(jié)構(gòu)計算 在換熱器設計中，傳熱計算之后即是結(jié)構(gòu)計算。在多管程換熱器中，管箱還可通過設置隔板起分隔作用。 ?
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