五、换热设备

　　(一)换热设备分类

　　热传递有3种基本方式：传导、对流和辐射。换热器依据不同的传递机理设计。在工业生产中，由于用途、操作条件、载热体的特性等不同，出现了各种不同形式和结构的换热器。

　　1.按作用原理或传热方式分类

　　(1)混合式换热器(或称直接式换热器)是通过换热流体的直接接触与混合作用进行热量交换的，如蒸汽直接加热。

　　(2)蓄热式换热器。

　　(3)间壁式换热器。

　　2.按生产中的使用目的分类

　　3.按换热器所用材料分类

　　4.按换热器传热面的形状和结构分类

　　(二)几种常用换热器

　　常用的换热器有夹套式、蛇管式、套管式、列管式、板式等。

　　1.夹套式换热器

　　夹套式换热器主要用于反应过程的加热或冷却。在用蒸汽进行加热时，蒸汽由上部接管进入夹套，冷凝水则由下部接管流出。作为冷却器时，冷却介质(如冷却水)由夹套下部的接管进入，而由上部的接管流出。

　　该种换热器的传热系数较小，传热面又受到容器的限制，因此只适用于传热量不太大的场合。为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使容器内液体做强制对流;为了弥补传热面的不足，还可在容器内安装蛇管换热器。

　　2.蛇管式换热器

　　蛇管式换热器可分沉浸式和喷淋式两种。

　　(1)沉浸式蛇管换热器。蛇管多以金属管弯制，制成适应容器要求的形状，沉浸在容器中。两种流体分别在蛇管内、外流动而进行热量交换。这种蛇管换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐，能承受高压。主要缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多，故管外流体的对流换热系数较小，因而总传热系数K值也较小。如在容器内加搅拌器或减小管外空间，则可提高传热系数。

　　(2)喷淋式蛇管换热器。多用作冷却器。固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上，热流体在管内流动，自最下端管进入，由最上端管流出。冷却水由最上面的多孔分布管(淋水管)流下，分布在蛇管上，并沿其两侧流至下面的管子表面，最后流入水槽而排出。

　　冷水在各管表面上流过时，与管内流体进行热交换。这种设备常放置在室外空气流通处，冷却水在汽化时，可带走部分热量，可提高冷却效果。它和沉浸式蛇管换热器相比，具有便于检修和清洗、传热效果较好等优点，其缺点是喷淋不易均匀。

　　3.套管式换热器

　　套管式换热器系用管件将两种尺寸不同的标准管连接成为同心圆的套管，然后用180°的回弯管将多段套管串连而成。每一段套管称为一程，程数可根据传热要求而增减，每程的有效长度为4～6m。若管子太长，管中间会向下弯曲，使环形中的流体分布不均匀。

　　套管式换热器的优点是：构造较简单;能耐高压;传热面积可根据需要而增减;适当地选择管子内径、外径，可使流体的流速较大，且双方的流体可做严格的逆流，有利于传热。缺点是：管间接头较多，易发生泄漏;单位换热器长度具有的传热面积较小。故在需要传热面积不太大而要求压强较高或传热效果较好时，宜采用套管式换热器。

　　4.列管式换热器

　　根据热补偿方法的不同，列管式换热器有下面几种形式：

　　(1)固定管板式换热器。　　(2)U形管换热器。　　(3)浮头式换热器。　　以上几种类型的列管式换热器，都有系列标准可供选用。规格型号中通常标明形式、壳体直径、传热面积、承受的压强和管程数等。

　　(4)填料函式列管换热器。该换热器的活动管板和壳体之间以填料函的形式加以密封。在一些温差较大、腐蚀严重且需经常更换管束的冷却器中应用较多，其结构较浮头简单、制造方便、易于检修清洗。

　　5.板片式换热器

　　板片式换热器的传热面是由冷压成形或经焊接的金属板材构成。属于这类的换热器的有螺旋板式换热器、板式换热器和板翅式换热器等。

　　(1)螺旋板式换热器

　　(2)板式换热器

　　(3)板翅式换热器

　　6.非金属换热器

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