【正文】 g － NCEPU 換熱器 設(shè)計(jì)指標(biāo) 總體布置： 選定類型、結(jié)構(gòu)及材料 流動(dòng)形式 傳熱表面 熱設(shè)計(jì) 傳熱計(jì)算 流阻計(jì)算 優(yōu)化分析 傳熱表面的 工作特性 幾何參數(shù) 流體及材料 的熱物理 性質(zhì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 構(gòu)造、強(qiáng)度、振動(dòng)、 密封、工藝、維修等 可供選擇的方案 評(píng)價(jià)和抉擇 評(píng)價(jià)依據(jù) 擇優(yōu)條件 最佳設(shè)計(jì) 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 第二章 換熱器的傳熱及阻力計(jì)算 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 一、基本參數(shù)和方程 換熱器的傳熱計(jì)算的基本參數(shù) 流體 1的放熱熱流量 ? ? ? ?39。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 間壁式換熱器中冷 、 熱流體的相對(duì)流動(dòng)方向 在冷 、 熱流體進(jìn)口溫度相同 、 流量相同 、 換熱面面積相同的情況下 ， 流動(dòng)型式影響冷 、 熱流體的出口溫度 、 換熱溫差 、 換熱量以及換熱器內(nèi)的溫度分布 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 空氣 煙氣 熱管式空氣預(yù)熱器示意圖 （ 7） 熱管式換熱器 由多根熱管構(gòu)成 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU （ 6） 螺旋 板式換熱器 由兩塊金屬板卷制而成 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU （ 5） 板式換熱器 由若干片壓制成型的波紋狀金屬板疊加而成 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU （ 4） 板翅式換熱器 由金屬板和波紋板形翅片層疊 、 交錯(cuò)焊接而成 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU （ 3） 肋片管式換熱器 由帶肋片的管束構(gòu)成的換熱裝置 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU （ 2） 管殼式換熱器 由管子和外殼構(gòu)成 。 在以上三種類型的換熱器中 間壁式換熱器的用量最大 ， 是占主導(dǎo)地位的換熱器型式 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 間壁式 (表面式換熱器 )：其中冷熱流體被一個(gè)固體壁面隔開 ， 熱量通過固體壁面?zhèn)鬟f 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，以單位傳熱面積計(jì)算，價(jià)格比較便宜。 換熱器也稱熱交換器，是把熱量從一種介質(zhì)傳給另一種介質(zhì)的設(shè)備 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 1. 換熱器的分類 按照換熱器的工作原理分類 間壁式 混合式（直接接觸式） 回?zé)崾剑ㄐ顭崾剑? 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 混合式 （ 直接接觸式 ） ：換熱器內(nèi)冷 、 熱流體直接接觸 、 互相混合來實(shí)現(xiàn)熱量交換 。主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 換熱器的設(shè)計(jì) 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 魏高升 動(dòng)力工程系工程熱物理教研室 傳熱傳質(zhì)研究所 辦公：教 4樓 C209房間 電話： 80798627， 51971318 Email： 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 參考書 1.《 換熱器原理與設(shè)計(jì) 》 ，余建祖 編著，北京航空航天大學(xué)出版社， 2022 2.《 換熱器 》 ， 秦叔經(jīng)， 葉文邦等編 ，北京 化學(xué)業(yè)出版社 2022 3.《 電站鍋爐空氣預(yù)熱器 》 ，國家電力公司電力機(jī)械局 編 ， 中國電力出版社 ， 2022 4.《 換熱器設(shè)計(jì) 》 ， 毛希瀾主編 ， 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1988 5. 《 發(fā)電廠空冷技術(shù) 》 ，丁爾謀主編，水利電力出版社， 1988 6.《 傳熱學(xué) 》 第四版，楊世銘、陶文銓 編著，高等教育出版社， 2022年 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 第一章 緒 論 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 換熱器 換熱器廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于化工、能源、機(jī)械、交通、制冷空調(diào)、航空航天以及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。 換熱器不僅是保證某些工藝流程和條件而廣泛采用的設(shè)備，也是開發(fā)利用工業(yè)二次能源，實(shí)現(xiàn)余熱回收和節(jié)能利用的主要設(shè)備。 典型應(yīng)用： 電廠中的水冷塔 海勒式間接空冷凝汽器 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 蓄熱式 ：冷 、 熱兩種流體依次交替地流過換熱器的同一換熱面 （ 蓄熱體 ） 實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)的熱量交換 。不存在永久性的流動(dòng)停止區(qū)域，因此表面具有自清掃功能；缺點(diǎn)：主要是泄漏和攜帶，還存在密封困難等問題。 這種換熱器要發(fā)生熱流體與壁面間的對(duì)流換熱 、 壁的導(dǎo)熱 、 壁面與冷流體間的對(duì)流換熱三個(gè)環(huán)節(jié)組成的傳熱過程 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 套管式換熱器示意圖 間壁式 換熱器的主要型式： （ 1） 套 管式換熱器 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單 、 牢固可靠 、 可串并聯(lián)使用 ， 傳熱面積有限 ， 傳熱量小 。 2殼程 、 4管程換熱器 管殼式換熱器結(jié)構(gòu)牢固可靠 、 耐高溫高壓 。 肋片管式換熱器 適用于管內(nèi)液體和管外氣體之間的換熱 ， 且兩側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差較大的場合 。 板翅式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊 、 傳熱系數(shù)高 。 板式換熱器傳熱系數(shù)高 、 阻力相對(duì)較小 、 結(jié)構(gòu)緊湊 。 螺旋板式換熱器傳熱性能較好 、 制造工藝簡單 ， 但承壓 、 密封性能較差 。 熱管式換熱器具有較高的傳熱性能 ， 但熱管的制造工藝較復(fù)雜 ， 熱管的密封性 、 壽命問題需重點(diǎn)考慮 。 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 2 換熱器設(shè)計(jì)概述 ? 在給定的工作條件（流體流量，進(jìn)口溫度等）下，達(dá)到要求的傳熱量和流體出口溫度。 39。 39。 ? ? ? ?if 1 f 2iw11oh h oiottr r R r rAA??? ? ? ?f 1 f 2iwi1 1 1 1oi o o ottr R rA h A h???????? ? ? ??????? ??? ?f 1 f 2ooA k t t??f 1 f 2iwi1 1 1ooooi o ottkAr A R rA h h???????? ? ? ??????? ??主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 0l n( / )2iwddRL???間壁式換熱器的總傳熱熱阻 111wR hA?熱流體側(cè)對(duì)流換熱熱阻 wR A???間壁的導(dǎo)熱熱阻 污垢熱阻 ddddrRAA????冷流體側(cè)對(duì)流換熱熱阻 221wR hA?流體與潔凈肋片間的對(duì)流換熱熱阻 01wR hA??主講：魏高升 Dept. of Thermal Power Engineering － NCEPU 典型間壁的傳熱熱阻 121 1 1 1[ ( ) ( ) ]ddwrrk A A h h??? ? ? ? ?平壁 0120l n ( / )1 1 1 1 1[ ( ) ( ) ]2iddiddrrk A d L h L d L h? ? ? ?? ? ? ? ?圓管壁 0120l n ( / )1 1 1 1 1( ) [ ( ) ]2iddiddrrk A d L h L h A? ? ? ?? ? ? ? ?圓管壁外側(cè)帶肋片 12001 1 1 1 1[ ( ) ] [ ( ) ]ddwrrk A h A A h A?? ? ?? ? ? ?