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        換熱器在化工生產中常用于物料的加熱、冷卻或蒸發過程,按其用途或換熱目的分為加熱器、冷卻器和冷凝器;按換熱方法分為間壁式、混合式和蓄熱式;按傳熱面結構分為管式和板式等。下面主要以間壁式換熱器應用為例作簡單介紹。


        1. 間壁式換熱器的種類及主要類型


        目前化工生產中常用的間壁式換熱器,按結構和材質的不同大致可分為以下幾類:


        1.1管殼式換熱器傳熱面由管子組成,包括列管式換熱器、套管式換熱器、蛇管式換熱器、翅片管式換熱器等多種。


        1.2板式換熱器傳熱面由板材組成,包括平板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器、夾套式換熱器、板殼式換熱器等多種。


        1.3由非金屬材料制成的換熱器包括不透性石墨換熱器、玻璃換熱器、聚四氟乙烯換熱器等不同材料制成的換熱器。


        換熱器性能的優劣對傳熱過程有重大影響,在評定和選擇換熱器時,應根據生產過程的特點,考慮以下幾個因素,恰當地選用適宜的換熱器型式:①換熱器效率要高,即總傳熱系數要大;②單位體積換熱器的傳熱面積要大,即比表面積大,緊湊性好;③流體流動過程阻力要??;④材質隨溫度變化而產生的應力要??;⑤結垢要少,清除污垢要方便。


        2.列管式換熱器


        列管式換熱器是化工生產中應用最廣泛的一種換熱設備。這種換熱器設計比較成熟,我國已經標準化和系列化,可供選擇使用。這種換熱器的特點已列出。其主要優點在于結構緊湊,材料多樣,單位換熱器體積有較大的傳熱面積,一般可達40~80m2。因此有較高的傳熱速率和廣泛的應用。


        2.1換熱器的程數列管式換熱器的程數一般是指管程的程數,即管程流體流經管束的次數。流體只流經管束一次的,稱為單程。如果換熱器封頭管箱內有隔板將管束分為兩組,流體往返流經兩組管束,稱為雙程,以此類推。


        多程列管式換熱器適用于管內流體流量小、所需傳熱面積很大的情況。管程多,可以使管內流速加快,增大湍流程度,從而提高管內給熱系數,強化傳熱。


        2.2管間折流擋板當列管式換熱器的列管數很多時,管外殼程空間斷面就會很大,而使殼程流體流速減小。為了提高殼程流體的流速,常在管外殼程空間安裝折流擋板。常用的圓缺形折流擋板。另外還有盤、環交替排列的盤、環形折流擋板。


        2.3換熱器的熱補償措施列管式換熱器在使用時,常常由于外殼和管束的溫度不同,或殼體與管束的材質熱膨脹系數不同,產生熱應力,嚴重時會使列管彎曲變形,或從花板上松弛而引起泄漏,甚至使整個換熱器損壞。根據熱補償措施可將列管式換熱器分成:固定管板式換熱器、U形管式換熱器和浮頭式換熱器,熱補償措施如下:


        2.3.1補償圈補償在換熱器外殼上裝置各種形式的補償圈,使外殼具有一定的伸縮性。當管束與外殼膨脹的程度有差異時,可由補償圈的彈性伸縮而得到補償而消除應力影響。


        2.3.2形管補償將管束中的管子加工成U形,管子的兩端都固定在同一塊花板上。這種類型的換熱器每根管子都可以自由伸縮,而與外殼的伸縮無關。只是管內不易清洗。


        2.3.3浮頭補償換熱器的一塊花板不直接與外殼相連,將這一端稱為浮頭。浮頭有在殼內的,也有在殼外的。這樣,管束的膨脹變形不受外殼牽制。


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