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1、传热及主要设备换热器传热及主要设备换热器第1页，共34页，编辑于2022年，星期四传热的基本知识化工生产需要大规模地改变物质的化学性质和物理性质，而这些性质的变化都涉及热能的传递，主要应用在：（1）化学反应：向反应器提供热量或从反应器移走热量；（2）蒸发、蒸馏、干燥：按一定的速率向这些设备输入热量；（3）高温或低温设备：隔热保温，减少热损失；（4）热能的合理利用和废热回收。2023/4/92第2页，共34页，编辑于2022年，星期四热量传递的方式（1）热传导：依靠物体中微观粒子的热运动，如固体中的传热；（2）热对流：流体质点（微团）发生宏观相对位移而引起的传热现象，对流传热只能发生在流体中，通
2、常把传热表面与接触流体的传热也称为对流传热；（3）热辐射：高温物体以电磁波的形式进行的一种传热现象，热辐射不需要任何介质做媒介；在高温情况下，辐射传热成为主要传热方式。2023/4/93第3页，共34页，编辑于2022年，星期四换热器的分类换热器的种类很多，就换热原理来分，可以分为三大类间壁式换热器：冷、热流体被固体传热表面隔开，而热量的传递通过固体传递面而进行。直接接触式换热器：冷、热流体直接接触进行热量交换。蓄热式换热器：冷、热流体交替通过传热表面，冷流体通过时贮存冷量，热流体通过时取走冷量。2023/4/94第4页，共34页，编辑于2022年，星期四按工艺功能分类（1）冷却器：冷却工艺物
3、流的设备。冷却剂有水、氨、氟利昂等。（2）加热器：加热工艺物流的设备。加热介质有水蒸汽、导热油、熔盐等。（3）再沸器：用于蒸发蒸馏塔底部的物料设备；分热吸式和动力循环式再沸器。（4）冷凝器：蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器冷凝循环回流的设备。（5）蒸发器：专门用于蒸发溶液中水分或者溶剂的设备。（6）过热器：对饱和蒸汽再加热升温的设备。（7）废热锅炉：由工艺的高温物流或者废气中回收其热量而产生蒸汽的设备。（8）换热器：两种不同温位的工艺物流相互进行热交换能量的设备。2023/4/95第5页，共34页，编辑于2022年，星期四按传热方式的结构分类 管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U 形管式 板式
4、：波纹板式、板翅式、螺旋板式、伞板式管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式液膜式：升降膜式、刮板薄膜式、离心薄膜式其它型式：板壳式热管2023/4/96第6页，共34页，编辑于2022年，星期四直接接触传递热量式2023/4/97第7页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式套管式换热器 冷溶液进 冷溶液出 热溶液进热溶液出2023/4/98第8页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式固定管式换热器 2023/4/99第9页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式浮头式换热器 2023/4/910第10页，共34页，编辑于2022年，星期四常用
5、换热器的各种型式U形管式换热器 2023/4/911第11页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式波纹板式换热器 1.固定压紧板 2.夹紧螺栓 3.前端板 4.换热板片 5.密封垫片 6.后端板 7.下导板 8.后支柱 9.活动压紧板 10.上导板2023/4/912第12页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式波纹板式换热器2023/4/913第13页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式钎焊板式换热器 2023/4/914第14页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式螺旋板式换热器 2023/4/915第15页，共34
6、页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式螺旋板式换热器型不可拆 2023/4/916第16页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式螺旋板式换热器型一端可拆 型两端可拆 2023/4/917第17页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式浸没式蛇管换热器 2023/4/918第18页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式套管式换热器2023/4/919第19页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式板翅式换热器 2023/4/920第20页，共34页，编辑于2022年，星期四常用换热器的各种型式板翅式换热器：空分装置20
7、23/4/921第21页，共34页，编辑于2022年，星期四换热器的热量传导计算Q=KAt/L式中：Q传热热量 K导热系数 A传热面积 t传热温差 L传热距离2023/4/922第22页，共34页，编辑于2022年，星期四传热的基本方式原理：传热过程总是热量从温度高的物体传给温度低的物体，热量从热流体传给壁面，壁面再传给冷流体。2023/4/923第23页，共34页，编辑于2022年，星期四传热原理图温度变化曲线热流体冷流体2023/4/924第24页，共34页，编辑于2022年，星期四流体传热温差 t的概念：在实际换热器的传热过程中，冷热流体的温度沿换热面一般都是变化的，温差不是一个常数，因
8、此在运用传热计算时，引入平均温差t的概念。2023/4/925第25页，共34页，编辑于2022年，星期四流体温度变化规律 顺流：两股流体平行同向流动。逆流：两股流体平行逆向流动。叉流：两股流体流动方向垂直。2023/4/926第26页，共34页，编辑于2022年，星期四流体温度变化规律顺 流逆 流2023/4/927第27页，共34页，编辑于2022年，星期四K的取值1.查取 K 值：流体种类总传热系数K W/(m2K)水气体1260水水8001800水煤油350左右水有机溶剂280850气体气体1235饱和水蒸气水14004700饱和水蒸气气体30300饱和水蒸气油60350饱和水蒸气沸腾
9、油2908702023/4/928第28页，共34页，编辑于2022年，星期四K的取值2.实验测定K值:通过测量Q、A、t 计算KAttQLLK=2023/4/929第29页，共34页，编辑于2022年，星期四结垢的危害换热器在运行一段时间后，流体介质中的可沉积物会在换热表面上生成垢层，有时换热面还会被流体腐蚀而形成垢层，垢层产生附加热阻，使总传热系数减小，传热速率显著下降，因垢层导热系数很小，即使厚度不大，垢层热阻也很大，往往会成为主要热阻，必须给予足够重视。2023/4/930第30页，共34页，编辑于2022年，星期四换热器的应用再沸器 再沸器、冷却器 2023/4/931第31页，共34页，编辑于2022年，星期四换热器的应用精馏塔 2023/4/932第32页，共34页，编辑于2022年，星期四夹套式换热器 反应器的加热或冷却 2023/4/933第33页，共34页，编辑于2022年，星期四谢谢大家!Thank You!2023/4/934第34页，共34页，编辑于2022年，星期四