【正文】 be measured or sensed by a change in temperature.Shellandtube heat exchanger—a heat exchanger that has a cylindrical shell surrounding a tube bundle.Shell side—refers to flow around the outside of the tubes of a shellandtube heat exchanger. See also Tube side.Thermosyphon reboiler—a type of heat exchanger that generates natural circulation as a static liquid is heated to its boiling point.Tube sheet—a flat plate to which the ends of the tubes in a heat exchanger are fixed by rolling, welding, or both.Tube side—refers to flow through the tubes of a shellandtube heat exchanger。 layers of liquid flowing in a parallel path.Multipass heat exchanger—a type of shellandtube heat exchanger that channels the tubeside flow across the tube bundle (heating source) more than once.Parallel flow—refers to the movement of two flow streams in the same direction。 represented as ΔP, or delta p.Differential temperature—the difference between inlet and outlet temperature。Heat Exchangers第7章 換熱器OBJECTIVES After studying this chapter, the student will be able to:l Describe the basic principles of fluid flow inside a heat exchanger.l Explain the methods of heat transfer that apply to heat exchangers.l Compare the operation of finned and plain tubes.l List the basic parts of a hairpin (doublepipe) heat exchanger.l Describe a shellandtube, fixed head, singlepass heat exchanger.l Describe a shellandtube, fixed head, multipass heat exchanger.l Describe a Utube heat exchanger.l Describe the operating principles of a kettle and thermosyphon reboiler.l Describe the types of heat exchangers used on a distillation tower.l Draw a simple heat exchanger system.l Describe the basic ponents and operation of a plateandframe heat exchanger.l Identify the basic ponents of an aircooled heat exchanger.l Explain the operation and design of a spiral heat exchanger.Key Terms Baffles—evenly spaced partitions in a shell and tube heat exchanger that support the tubes, prevent vibration, control fluid velocity and direction, increase turbulent flow, and reduce hot spots.Channel head—a device mounted on the inlet side of a shellandtube heat exchanger that is used to channel tubeside flow in a multipass heat exchanger.Condenser—a shellandtube heat exchanger used to cool and condense hot vapors.Conduction—the means of heat transfer through a solid, nonporous material resulting from molecular vibration. Conduction can also occur between closely packed molecules.Convection—the means of heat transfer in fluids resulting from currents.Counterflow—refers to the movement of two flow streams in opposite directions。他們的缺點(diǎn)是對(duì)于液體或冷凝設(shè)備有高的流體出口溫度，高的設(shè)備成本費(fèi)的限制。F or 176。風(fēng)冷換熱器沒(méi)有與水相關(guān)的污染和腐蝕問(wèn)題。C)溫度差。這種類(lèi)型的換熱設(shè)備為周?chē)諝馀c排除的工藝流體之間提供了一個(gè)40176。C)。F之間(176。C)，而塑料翅片的操作溫度被限制在160176。鋁翅片適用于操作溫度高于300176。機(jī)械翅片運(yùn)用多樣的驅(qū)動(dòng)程序，在風(fēng)冷換熱器中可以發(fā)現(xiàn)普通驅(qū)動(dòng)設(shè)置，包括電動(dòng)機(jī)，壓縮齒輪，蒸汽渦輪，內(nèi)燃機(jī)，和液壓馬達(dá)。在蓋板和封頭連接處要放置墊片。這種設(shè)計(jì)方便逐根管進(jìn)行清洗，如果泄露可以堵住，再軋制緊固管接頭。風(fēng)冷換熱器可的封頭可以分類(lèi)為管型箱，焊接箱，蓋板，多歧管。在強(qiáng)迫氣流和誘發(fā)氣流中翅片被安裝管子的上方或下方。當(dāng)空氣作為外部的傳熱介質(zhì)時(shí)要遠(yuǎn)離管子。 第二種類(lèi)型的螺旋板換熱器適用于高流量率能抵消低流量率的液液系統(tǒng)風(fēng)冷換熱器翅片熱風(fēng)機(jī)和風(fēng)冷換熱器傳熱的的方式不同。 螺旋式換熱器第二種類(lèi)型的螺旋板換熱器適用于冷凝器，氣體冷卻器、加熱器和再沸器裝置。流進(jìn)換熱器的流體是專(zhuān)為逆流操作設(shè)計(jì)的。這種換熱器有兩個(gè)基本類(lèi)型： (1)兩側(cè)螺旋流 、(2)橫向螺旋流。墊圈很容易損壞和處理的液體不能兼容。板框式換熱器可以產(chǎn)生與管殼式是換熱器相比比較小的大的湍動(dòng)，大的壓降。此外，如果墊圈泄露，當(dāng)泄漏到外面時(shí)，很容易更換墊圈。板子很容易增加和移動(dòng)。板框式換熱器有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。冷流體的冷流體進(jìn)入板式換熱器的底部墊圈，與熱流體形成對(duì)流。熱流體在頂部流經(jīng)換熱器的墊圈。熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)在平板表面進(jìn)行傳熱，通過(guò)對(duì)流進(jìn)入液體。流體流過(guò)板子后進(jìn)入集管。冷流體往上流動(dòng)到平板上，熱流體通過(guò)平板向下流動(dòng)到 。然后到上面的板子處。板式換熱器的 開(kāi)口通常位于桿端蓋處。它由一系列用壓縮螺栓固定的兩端板間的墊圈(圖 和 )。氣體從頂部流動(dòng)到底部消除被堵塞或積累的液體，此標(biāo)準(zhǔn)既適用于管程流動(dòng)又適合于殼程流動(dòng)。 流體流進(jìn)和流出的交換器是針對(duì)特定于的液體蒸汽。管程內(nèi)有一種流體，殼程內(nèi)有另一種流體流動(dòng)。 夾套式換熱器管殼式換熱器管殼式換熱器是在工業(yè)中最常見(jiàn)的一種換熱器。此外它很容易安裝和清洗，其模塊化的設(shè)計(jì)很容易增加節(jié)段；或更換部件物美價(jià)廉，供應(yīng)充足。這個(gè)發(fā)夾類(lèi)似于管殼式換熱器，拉伸和彎曲成一個(gè)發(fā)夾。夾套式換熱器夾套式換熱器通常被使用于化工行業(yè)()，夾套式換熱器有兩種基本模式：套管和多管設(shè)計(jì)，夾套式換熱器的規(guī)定殼程壓力是500磅/平方英寸（表壓），管程壓力是5000磅/平方英寸（表壓）。接近管子的液體是熱的，遠(yuǎn)離管子的液體是冷的，任何類(lèi)型的湍流效應(yīng)將會(huì)打破靜態(tài)膜和傳遞能量渦流室周?chē)囊磺校叫辛鞑荒墚a(chǎn)生湍流的漩渦。在每個(gè)管道內(nèi)氣流的對(duì)流混合散發(fā)熱量。流動(dòng)方向通常是相反的，因?yàn)檫@樣傳熱效率高，此效率是由于擾動(dòng)，相碰撞的顆粒，相反的氣流引起的。套管換熱器套管換熱器是一個(gè)簡(jiǎn)單的傳熱裝置設(shè)計(jì)，套管換熱器的管內(nèi)部還有一根管子()。化學(xué)抑制劑被添加來(lái)防止腐蝕和結(jié)垢。增加流速或降低溫度可以使污垢減少，通過(guò)檢查管程內(nèi)外的壓力，殼程內(nèi)外壓力可以識(shí)別污垢。這些沉積物在殼體壁面存在，抵抗了流體流動(dòng)，減慢或停止熱量的傳導(dǎo)。 層流和湍流 并聯(lián)和串聯(lián)流換熱器的有效性換熱器的設(shè)計(jì)通常要考慮它是如何有效的傳遞能量，污垢是一個(gè)難題，它可能使一個(gè)換熱器停止傳遞熱量，在持續(xù)的運(yùn)作期間，換熱器不能保持清潔。導(dǎo)向原則是經(jīng)過(guò)一個(gè)換熱器的流動(dòng)在它到第二個(gè)換熱器之前。湍流流動(dòng)減少了靜電膜的厚度，提高了傳熱率。湍流流動(dòng)允許液體分子混合使其比層流流動(dòng)更容易吸收熱量。當(dāng)流速增加時(shí)，層流模式將要改變成擾動(dòng)模式，湍流是隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)或流體的混合。此類(lèi)流動(dòng)的流量很小，有很小的擾動(dòng)（旋轉(zhuǎn)和渦流）。層流和湍流流體流動(dòng)的兩個(gè)主要分類(lèi)是層流和湍流（）。熱輻射熱輻射最好的例子是太陽(yáng)使地球變得溫暖，太陽(yáng)的熱量是通過(guò)電磁波傳遞的。熱對(duì)流對(duì)流是液體中較熱部分和較冷部分之間通過(guò)循環(huán)流動(dòng)使溫度趨于均勻的過(guò)程，在液體中分子的運(yùn)動(dòng)形成電流，然后再重新分配能量，這個(gè)過(guò)程將持續(xù)進(jìn)行直到能量分布均勻?yàn)橹?，在一個(gè)換熱器中，這個(gè)過(guò)程發(fā)生在流體介質(zhì)彼此接觸進(jìn)行能量交換時(shí)。 傳熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)的熱量是通過(guò)固體傳遞的，例如管子，封頭，擋板，管板，翅片和殼體。管式換熱器的制造商協(xié)會(huì)通過(guò)多種設(shè)計(jì)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)將換熱器進(jìn)行分類(lèi)，其中包括美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)的結(jié)構(gòu)代碼，公差和機(jī)械設(shè)計(jì)：l B類(lèi)，專(zhuān)為通用操作（經(jīng)濟(jì)和緊湊設(shè)計(jì)）l C類(lèi)，專(zhuān)為適度的服務(wù)和通用操作（經(jīng)濟(jì)和緊湊設(shè)計(jì)）l R類(lèi)，專(zhuān)為惡劣的條件下（安全耐久性）傳熱和流體流動(dòng)傳熱的方式有熱傳導(dǎo)，熱對(duì)流，熱輻射（），在石油化學(xué)產(chǎn)品中，煉油廠和實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中，這些方法需要被充分的理解，在所有的換熱器中都能發(fā)現(xiàn)熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流過(guò)程的結(jié)合。螺旋板式換熱器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，該設(shè)計(jì)使流體在媒介中形成高湍流。工業(yè)過(guò)程中的大多數(shù)液液兩相流體的交換都使用該設(shè)計(jì)。C到260176。板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊且便于清洗，操作溫度限制在350到500176。板式換熱器有冷熱流體的進(jìn)口和出口。板式換熱器主要由若干個(gè)金屬板片構(gòu)成，交替排列的金屬板片是為冷熱交換設(shè)計(jì)的。再沸器是用于加熱曾經(jīng)沸騰的液體直到液體再次沸騰的換熱器。C)以上的高溫差設(shè)計(jì)的。浮頭式換熱器是為200176。由于熱膨脹的存在固定管板式換熱器不能超過(guò)這個(gè)溫差值。F (176。固定管板式換熱器（）的管板與殼體固定。換熱器內(nèi)有一系列折流板支撐著管束，用于引導(dǎo)流體流動(dòng)，增大流速，減少管子震動(dòng)，保護(hù)管子，并產(chǎn)生壓力降。管殼式換熱器有一個(gè)圓筒形殼體包在管束外面。套管式換熱器是采用一個(gè)管子包含在另一個(gè)管子里面的設(shè)計(jì)，管子可以是光管或外部翅片管。各種各樣的的換熱器被用于化工過(guò)程工業(yè)中。換熱器廣泛用于過(guò)程之間的熱量傳遞，它能夠使熱流體的熱通過(guò)熱傳導(dǎo)或?qū)α鞯姆绞絺鬟f給冷流體。湍流流體在漩渦中隨機(jī)運(yùn)動(dòng)或混合。管板管殼式換熱器管端通過(guò)滾脹、焊接、或者兩者并用的方法連接固定在其上的平板。參見(jiàn)管側(cè)。管殼式換熱器一種有一個(gè)圓筒殼環(huán)繞著管束的換熱器。再沸器用于加熱曾經(jīng)沸騰的液體直到液體再次沸騰的換熱器。層流近乎完整的流線型流動(dòng)，液流層在平行的軌道上流動(dòng)。污垢在如冷卻塔和換熱器等設(shè)備內(nèi)表面形成的，導(dǎo)致熱傳遞效率降低和堵塞。固定管板式換熱器用于指管板與殼體剛性固定的管殼式換熱器的術(shù)語(yǔ)。壓差進(jìn)出口之間的壓力差；表示為ΔP，或德?tīng)査。逆流指兩股流束沿著相反方向流動(dòng)，也稱為反流。傳導(dǎo)由分子震動(dòng)引起的通過(guò)固體即無(wú)空介質(zhì)的熱傳遞的方式。管箱安裝在管殼式換熱器入口側(cè)用于引導(dǎo)多管程換熱器管側(cè)流體流動(dòng)的裝置。l 解釋螺旋板式換熱器的工作原理和設(shè)計(jì)方法。l 描述一臺(tái)板框式換熱器的基本零部件和操作原理。l 描述用于蒸餾塔的換熱器類(lèi)型。l 描述一臺(tái)U型管式換熱器。l 描述一臺(tái)單程固定管板式換熱器。l 比較光管和翅片管的不同。換熱器目的學(xué)完本章后，學(xué)生應(yīng)該能夠：l 描述換熱器內(nèi)流體流動(dòng)的基本原理。l 解釋換熱器中熱量傳遞的方式。l 列出套管換熱器的基本組成部分。l 描述一臺(tái)多程固定管板式換熱器。l 描述釜式和熱虹吸式再沸器的工作原理。l 畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)單的換熱器系統(tǒng)。l 認(rèn)識(shí)一臺(tái)空冷式換熱器的基本