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1、*1第六章第六章传热设备传热设备一、换热器的类型一、换热器的类型二、换热器的基本型式二、换热器的基本型式三、新型换热器三、新型换热器四、换热器传热的强化四、换热器传热的强化途径途径*2一、换热器的类型一、换热器的类型根据传热原理和根据传热原理和实现热交换的方法实现热交换的方法间壁式间壁式混合式混合式蓄热式蓄热式换热面的型式换热面的型式管式管式板式板式翅片式翅片式*31、管式换热器、管式换热器1）沉浸式换热器）沉浸式换热器这这种种换换热热器器是是将将金金属属管管弯弯绕绕成成各各种种与与容容器器相相适适应应的的形形状状（多多盘盘成成蛇蛇形形，常常称称蛇蛇管管），并并沉沉浸浸在在容容器器内内的的液液
2、体体中中。蛇蛇管管内内、外外的的两两种种流流体体进进行行热热量量交换。交换。二、二、换热器的基本型式换热器的基本型式*4优优点点：结结构构简简单单、价价格格低低廉廉，能能承承受受高高压压，可可用用耐耐腐腐蚀蚀材材料料制造制造缺点缺点：容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小。容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小。*52）喷淋式换热器）喷淋式换热器*6喷喷淋淋式式换换热热器器也也为为蛇蛇管管式式换换热热器器，多多用用作作冷冷却却器器。这这种种换换热热器器是是将将蛇蛇管管成成行行地地固固定定在在钢钢架架上上，热热流流体体在在管管内内自自下下而而上上流流动动。冷冷水水自自上上而而下下喷喷淋淋下下
3、来来，均均匀匀地地分分布布在在蛇蛇管管上上，最最后后流流入入水水槽槽排排出出。这这种种换换热热器器的的管管外外形形成成一一层层湍湍动动程程度度较较高高的的液液膜膜，因因而而管管外外对对流流传传热热系系数数较较大大。另另外外，喷喷淋淋式式换换热热器器常常放放置置在在室室外外空空气气流流通通处处，冷冷却却水水在在空空气气中中汽汽化化时时也也带带走走一一部部分分热热量量，提提高高了了冷冷却却效效果果。因因此此和和沉沉浸浸式式相相比比，传传热热效效果果要要好好得得多多。同同时时它它还还便便于于检检修和清洗等优点。缺点是喷淋不易均匀。修和清洗等优点。缺点是喷淋不易均匀。*73)套管式换热器套管式换热器套
4、套管管式式换换热热器器是是由由大大小小不不同同的的直直管管制制成成的的同同心心套套管管，并并由由U型型弯弯头头连连接接而而成成。每每一一段段套套管管称称为为一一程程，每每程程有有效效长长度度约为约为46m，若管子过长，管中间会向下弯曲。若管子过长，管中间会向下弯曲。*8在在套套管管式式换换热热器器中中，一一种种流流体体走走管管内内，另另一一种种流流体体走走环环隙隙适适当当选选择择两两管管的的管管径径，两两流流体体均均可可得得到到较较高高的的流流速速，且且两两流流体体可可严严格格逆逆流流，对对传传热热有有利利。另另外外，套套管管式式换换热热器器构构造造较较简简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减
5、，应用方便。单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便。缺缺点点：管管间间接接头头多多，易易泄泄露露，占占地地较较大大，单单位位传传热热面面消消耗耗的的金金属属量量大大。因因此此它它较较适适用用于于流流量量不不大大，所所需需传传热热面面积积不不多多而而压强较高的场合。压强较高的场合。*94）列管式换热器）列管式换热器优优点点：单单位位体体积积所所具具有有的的传传热热面面积积大大，结结构构紧紧凑凑、传传热热效效果果好好。能能用用多多种种材材料料制制造造，故故适适用用性性较较强强，操操作作弹弹性性较较大大，尤其在高温、高压和大型装置中多采用列管式换热器。尤其在高温、高压和大型装置中多采用列管式
6、换热器。在在列列管管式式换换热热器器中中，由由于于管管内内外外流流体体温温度度不不同同，管管束束和和壳壳体体的的温温度度也也不不同同，因因此此它它们们的的热热膨膨胀胀程程度度也也有有差差别别。若若两两流流体体的的温温差差较较大大，就就可可能能由由于于热热应应力力而而引引起起设设备备变变形形，管管子子弯弯曲曲，甚甚至至破破裂裂或或从从管管板板上上松松脱脱。因因此此，当当两两流流体体的的温温差差超超过过50时时，就就应应采采用用热热补补偿偿的的措措施施。根根据据热热补补偿偿方方法的不同，列管式换热器分为以下几种主要形式：法的不同，列管式换热器分为以下几种主要形式：*10固定管板式换热器固定管板式换
7、热器1-壳体壳体2-管束管束3-挡板挡板4-隔板隔板（1）固定管板式）固定管板式*11固固定定管管板板式式的的两两端端管管板板和和壳壳体体制制成成一一体体。因因此此它它具具有有结结构构简简单单和和成成本本低低的的优优点点。但但是是壳壳程程清清洗洗和和检检修修困困难难，要要求求壳程流体必须是洁净而不易结垢的物料壳程流体必须是洁净而不易结垢的物料。当当两两流流体体的的温温差差较较大大时时，应应考考虑虑热热补补偿偿。即即在在外外壳壳的的适适当当部部位位焊焊上上一一个个补补偿偿圈圈，当当外外壳壳和和管管束束热热膨膨胀胀不不同同时时，补补偿偿圈圈发发生生弹弹性性变变形形，以以适适应应外外壳壳和和管管束束
8、不不同同的的热热膨膨胀胀程程度度。这这种种补补偿偿方方法法简简单单，适适用用于于两两流流体体温温差差不不大大（70）和壳程流体压强不高的场合。）和壳程流体压强不高的场合。*12*13（2）浮头式换热器）浮头式换热器浮浮头头式式换换热热器器的的特特点点是是有有一一端端管管板板不不与与外外壳壳连连为为一一体体，可可以以沿沿轴轴向向自自由由浮浮动动。这这种种结结构构不不但但完完全全消消除除了了热热应应力力的的影影响响，且且由由于于固固定定端端的的管管板板以以法法兰兰与与壳壳体体连连接接，整整个个管管束束可可以以从从壳壳体体中中抽抽出出，因因此此便便于于清清洗洗和和检检修修。故故浮浮头头式式换换热热器
9、器应应用用较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。*14*15（3）U型管式换热器型管式换热器U型型管管式式换换热热器器每每根根管管子子都都弯弯成成U型型，进进出出口口分分别别安安装装在在同同一一管管板板的的两两侧侧，封封头头用用隔隔板板分分成成两两室室。这这样样，每每根根管管子子可可以以自自由由伸伸缩缩。而而与与其其他他管管子子和和壳壳体体均均无无关关。这这种种换换热热器器结结构构比比浮浮头头式式简简单单，重重量量轻轻，但但管管程程不不易易清清洗洗，只只适适用于洁净而不易结垢的流体，如高压气体的换热。用于洁净而不易结垢的流体，如高压气体的换热。U型管式
10、换热器示意图型管式换热器示意图*16U型管式换热器实物图型管式换热器实物图*17列管式换热器流程的选择：列管式换热器流程的选择：1.对流传热系数小的流体走管程；对流传热系数小的流体走管程；2.腐蚀性流体走管程；腐蚀性流体走管程；3.压力高的流体走管程；压力高的流体走管程；4.热热流流体体一一般般走走管管程程，但但如如果果目目的的是是为为了了更更好好地地散散热热，热热流体走壳程；流体走壳程；5.蒸汽一般走壳程，以便于排出冷凝液；蒸汽一般走壳程，以便于排出冷凝液；6.粘粘度度大大流流体体一一般般走走壳壳程程，因因为为壳壳程程的的折折流流挡挡板板有有助助于于使使高粘度的流体在低雷诺数下就达到湍流流动
11、。高粘度的流体在低雷诺数下就达到湍流流动。*181、板式换热器、板式换热器1）夹套式换热器）夹套式换热器夹夹套套式式换换热热器器是是最最简简单单的的板板式式换换热热器器，它它是是在在容容器器外外壁壁安安装装夹夹套套制制成成，夹夹套套与与容容器器之之间间形形成成的的空空间间为为加加热热介介质质或或冷冷却却介介质质的的通通路路。这这种种换换热热器器主主要要用用于于反反应应过过程程的的加加热热或或冷冷却却。在在用用蒸蒸汽汽进进行行加加热热时时，蒸蒸汽汽由由上上部部接接管管进进入入夹夹套套，冷冷凝凝水水由由下下部部接接管管流流出出。作作为为冷冷却却器器时时，冷冷却却介介质质（如如冷冷却水）由夹套下部接
12、管进入，由上部接管流出。却水）由夹套下部接管进入，由上部接管流出。三、新型换热器三、新型换热器*19*20*21夹夹套套式式换换热热器器结结构构简简单单，但但其其加加热热面面受受容容器器的的限限制制，且且传传热热系系数数也也不不高高。为为提提高高传传热热系系数数，可可在在器器内内安安装装搅搅拌拌器器，为补充传热面的不足，也可在器内安装蛇管。为补充传热面的不足，也可在器内安装蛇管。2）螺旋板式换热器）螺旋板式换热器螺螺旋旋板板式式换换热热器器是是由由两两张张间间隔隔一一定定的的平平行行薄薄金金属属板板卷卷制制而而成成，在在其其内内部部形形成成两两个个同同心心的的螺螺旋旋形形通通道道。换换热热器器
13、中中央央设设有有隔隔板板，将将螺螺旋旋形形通通道道隔隔开开，两两板板之之间间焊焊有有定定距距柱柱以以维维持持通通道道间间距距。在在螺螺旋旋板板两两侧侧焊焊有有盖盖板板。冷冷热热流流体体分分别别通通过两条通道，在器内逆流流动，通过薄板进行换热。过两条通道，在器内逆流流动，通过薄板进行换热。*22*23*24螺旋板式换热器的优点：螺旋板式换热器的优点：（1）传传热热系系数数高高：螺螺旋旋流流道道中中的的流流体体由由于于惯惯性性离离心心力力的的作作用用 和和 定定 距距 柱柱 的的 干干 扰扰，在在 较较 低低 的的 雷雷 诺诺 数数（一一 般般Re=14001800）下下即即达达到到湍湍流流，并并
14、且且允允许许选选用用较较高高的的流流速速（对对液液体体为为2m/s，气气体体为为20m/s），故故传传热热系系数数较较高高。如如水水对对水水的的换换热热，其其传传热热系系数数可可达达20003000W/(m2K)，而而列列管管式换热器一般为式换热器一般为10002000W/(m2K)。*25（2）不不易易结结垢垢和和堵堵塞塞：由由于于流流体体的的速速度度较较高高，又又有有惯惯性性离离心心力力的的作作用用，流流体体中中悬悬浮浮的的颗颗粒粒被被抛抛向向螺螺旋旋形形通通道道的的外外缘缘而而受受到到流流体体本本身身的的冲冲刷刷，故故螺螺旋旋板板换换热热器器不不易易结结垢垢和和堵堵塞塞，适合处理悬浮液及
15、粘度较大的介质。适合处理悬浮液及粘度较大的介质。（3）能能利利用用温温度度较较低低的的热热源源：由由于于流流体体流流动动的的流流道道较较长长和和两两流流体体可可进进行行完完全全逆逆流流，故故可可在在较较小小的的温温差差下下操操作作，能能充充分利用温度较低的热源。分利用温度较低的热源。（4）结结构构紧紧凑凑：单单位位体体积积的的传传热热面面积积为为列列管管式式换换热热器器的的3倍，因而可以节约金属材料。倍，因而可以节约金属材料。*26螺旋板换热器的主要缺点是：螺旋板换热器的主要缺点是：（1）操操作作压压强强和和温温度度不不宜宜太太高高：目目前前最最高高操操作作压压强强不不超超过过2MPa，温度不
16、超过温度不超过300400。（2）不不易易检检修修：因因整整个个换换热热器器被被焊焊成成一一体体，一一旦旦损损坏坏，修修理理很困难。很困难。3）平板式换热器）平板式换热器平平板板式式换换热热器器简简称称板板式式换换热热器器，是是由由一一组组长长方方形形的的薄薄金金属属板板平平行行排排列列，加加紧紧组组装装于于支支架架上上而而构构成成。两两相相邻邻板板片片的的边边缘缘衬衬有有垫垫片片，压压紧紧后后板板间间形形成成密密封封的的流流体体通通道道，且且可可用用垫垫片片的厚度调节通道的大小。的厚度调节通道的大小。*27平板式换热器结构平板式换热器结构1 1固定压紧板固定压紧板2 2连接口连接口3 3垫片
17、垫片4 4板片板片5 5活动压紧板活动压紧板6 6下导杆下导杆7 7上导杆上导杆8 8夹紧螺栓夹紧螺栓9 9支柱支柱*28*29板板片片厚厚度度约约为为0.53mm，通通常常压压制制成成凹凹凸凸波波纹纹状状。例例如如人人字字形形波波纹纹板板。增增加加了了板板的的刚刚度度以以防防止止板板片片受受压压时时变变形形，同同时时又又使使流流体体分分布布均均匀匀，增增强强了了流流体体湍湍动动程程度度和和加加大大了了传传热热面面积积，有利于传热。有利于传热。*30*31*32平板式换热器的优点是：平板式换热器的优点是：（1）传传热热系系数数高高：由由于于平平板板式式换换热热器器中中板板面面有有波波纹纹或或沟
18、沟槽槽，可可在在低低雷雷诺诺数数（Re=200左左右右）下下即即达达到到湍湍流流。而而且且板板片片 厚厚 度度 又又 小小，故故 传传 热热 系系 数数 大大。例例 如如 水水 对对 水水 的的 传传 热热 系系 数数 可可 达达 15004700W/(m2)。（2）结结构构紧紧凑凑：一一般般板板间间距距为为46mm，单单位位体体积积设设备备可可提提供供的的传传热热面面为为2501000m2/m3（列列管管式式换换热热器器只只有有40150m2/m3）。平平板板式式换换热热器器的的金金属属消消耗耗量量可可减减少少一一半半以上。以上。（3）具具有有可可拆拆结结构构：可可根根据据需需要要，用用调调
19、节节板板片片数数目目的的方方法增减传热面积。操作灵活性大，检修、清洗比较方便。法增减传热面积。操作灵活性大，检修、清洗比较方便。*33缺缺点点：平平板板式式换换热热器器允允许许的的操操作作压压强强和和温温度度都都比比较较低低。通通常常操操作作压压强强低低于于1.5MPa，最最高高不不超超过过2.0MPa，压压强强过过高高容容易易泄泄露露。操操作作温温度度受受垫垫片片材材料料的的耐耐热热性性限限制制，一一般般不不超超过过250。另另外外由由于于两两板板的的间间距距仅仅几几毫毫米米，流流通通面面积积较较小小，流流速又不大，处理量较小。速又不大，处理量较小。螺螺旋旋板板式式换换热热器器和和平平板板式
20、式换换热热器器都都具具有有结结构构紧紧凑凑，材材料料消消耗耗低低，传传热热系系数数大大的的特特点点，都都属属于于高高效效紧紧凑凑式式换换热热器器。这这类类换换热热器器一一般般都都不不耐耐高高温温高高压压，适适用用于于压压强强较较低低，温温度度不不高高的场合，目前已广泛应用于食品、轻工和化学等工业。的场合，目前已广泛应用于食品、轻工和化学等工业。*342、翅片式换热器、翅片式换热器1）翅片管换热器翅片管换热器翅翅片片管管换换热热器器是是在在管管的的表表面面加加装装翅翅片片制制成成，翅翅片片与与管管表表面面的的连连接接应应紧紧密密无无间间，否否则则连连接接处处的的接接触触热热阻阻很很大大，影影响响
21、传传热热效效果果。常常用用的的连连接接方方法法有有热热套套、镶镶钳钳、张张力力缠缠绕绕和和焊焊接接等等方方法法。此此外外，翅翅片片管管也也可可采采用用整整体体轧轧制制、整整体体铸铸造造或或机机械械加加工等方法制造。工等方法制造。当当两两种种流流体体的的对对流流传传热热系系数数相相差差较较大大时时，在在传传热热系系数数较较小的一侧加翅片可以强化传热。小的一侧加翅片可以强化传热。*35例例如如用用水水蒸蒸气气加加热热空空气气，该该过过程程的的主主要要热热阻阻是是空空气气侧侧对对流流传传热热热热阻阻。在在空空气气侧侧加加装装翅翅片片，可可以以起起到到强强化化换换热热器器传传热热的的效效果果。当当然然
22、，加加装装翅翅片片会会使使设设备备费费提提高高，但但一一般般当当两两种种流流体体的的对对流流传传热热系系数数之之比比超超过过3:1，采采用用翅翅片片管管换换热热器器在在经经济济上上是是合合算算的的。近近年年来来用用翅翅片片管管制制成成的的空空气气冷冷却却器器（简简称称空空冷冷器器）在在化化工工中中应应用用很很广广。用用空空冷冷代代替替水水冷冷，可可以以节节约约水资源，特别适用于干旱地区。水资源，特别适用于干旱地区。*36*372)板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器板翅式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的换热器。是一种更为高效、紧凑、轻巧的换热器。板板翅翅式式换换热热器器的的结结构构形形式式很
23、很多多，但但基基本本结结构构元元件件都都相相同同，即即在在两两块块平平行行的的薄薄金金属属板板之之间间，加加入入波波纹纹状状或或其其它它形形状状的的金金属属翅翅片片，将将两两侧侧面面封封死死，即即成成为为一一个个换换热热基基本本元元件件。将将各各基基本本元元件件进进行行不不同同的的叠叠积积和和适适当当的的排排列列，并并用用钎钎焊焊固固定定，即即可可制制成成并并流流、逆逆流流或或错错流流的的板板束束（或或称称芯芯部部），然然后后再再将将带带有有流流体体进进出出口口接接管管的的集集流流箱箱焊焊在在板板束束上上，即即成成为为板板翅翅式式换换热热器器。常常用用的的翅翅片片形形式式有有光光直直型型翅翅片
24、片、锯锯齿齿型型翅翅片片和和多多孔孔型型翅翅片片和和波纹翅片四种。波纹翅片四种。*38*39板板翅翅式式换换热热器器的的优优点点：结结构构紧紧凑凑、轻轻巧巧、单单位位体体积积所所提提供供的的传传热热面面一一般般能能达达到到2500m2/m3，最最高高可可达达4300m2/m3。采采用用铝铝合合金金制制造造，重重量量轻轻，在在相相同同的的传传热热面面积积下下，其其重重量量约约为为列列管管式式的的十十分分之之一一。由由于于翅翅片片促促进进了了流流体体的的湍湍动动并并破破坏坏了了热热边边界界层层的的发发展展，故故其其传传热热系系数数较较高高；另另外外铝铝合合金金不不仅仅导导热热系系数数高高，而而且且
25、在在零零度度以以下下操操作作时时，其其延延性性和和抗抗拉拉强强度度都都很很高高，适适用用于于低低温温和和超超低低温温的的场场合合，故故操操作作范范围围广广，可可在在200至至绝绝对对零零度度范范围围内内使使用用。同同时时因因翅翅片片对对隔隔板板有有支支撑撑作作用用，板板翅翅式式换热器允许操作压强也比较高，可达换热器允许操作压强也比较高，可达5MPa。*40板板翅翅式式换换热热器器的的缺缺点点：是是设设备备流流道道很很小小，易易堵堵塞塞，清清洗洗和和检检修修困困难难，故故所所处处理理的的物物料料应应是是清清洁洁物物料料；另另外外由由于于隔隔板板的的翅翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。片
26、均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。*41*423、热管热管热热管管是是60年年代代中中期期发发展展起起来来的的一一种种新新型型传传热热元元件件。它它是是由由一一根根抽抽除除不不凝凝性性气气体体的的密密封封金金属属管管内内充充以以一一定定量量的的某某种种工工作作液液体体而而成成。工工作作液液体体在在热热端端吸吸收收热热量量而而沸沸腾腾汽汽化化，产产生生的的蒸蒸汽汽流流至至冷冷端端冷冷凝凝放放出出潜潜热热，冷冷凝凝液液回回至至热热端端，再再次次沸沸腾腾汽汽化。如此反复循环，热量不断从热端传至冷端。化。如此反复循环，热量不断从热端传至冷端。冷冷凝凝液液的的回回流流可可以以通通过过不不同同的的方
27、方法法（如如毛毛细细管管作作用用、重重力力、离离心心力力）来来实实现现，目目前前应应用用最最广广的的方方法法是是将将具具有有毛毛细细结结构构的的吸吸液液芯芯装装在在管管的的内内壁壁，利利用用毛毛细细管管的的作作用用使使冷冷凝凝液液由由冷冷端端回回流流至至热热端端采采用用不不同同的的工工作作液液体体（氨氨、水水、汞汞等等）。热热管管可以在很宽的温度范围内使用。可以在很宽的温度范围内使用。*43热热管管的的传传热热特特点点是是热热管管中中的的热热量量传传递递通通过过沸沸腾腾汽汽化化、蒸蒸汽汽流流动动和和蒸蒸汽汽冷冷凝凝三三步步进进行行，由由于于沸沸腾腾和和冷冷凝凝的的对对流流传传热热强强度度都都很
28、很大大，两两端端管管表表面面比比管管截截面面大大很很多多，而而蒸蒸汽汽流流动动阻阻力力损损失失又又较较小小，因因此此热热管管两两端端温温差差可可以以很很小小，即即能能在在很很小小的的温温差差下下传传递递很很大大的的热热流流量量。与与具具有有相相同同截截面面积积的的金金属属壁壁面面导导热热能能力力相相比比较较，热热管管的的导导热热能能力力可可达达最最好好的的金金属属导导热热体体的的103104倍倍。因因此此它它特特别别适适用用于于低低温温差差传传热热以以及及某某些些等等温温性性要要求求较较高高的的场场合。合。*44热热管管的的这这种种传传热热特特性性为为器器（或或室室）内内外外的的传传热热强强化
29、化提提供供了了极极有有利利的的手手段段。例例如如器器两两侧侧均均为为气气体体的的情情况况，通通过过器器壁壁装装热热管管，增增加加热热管管两两端端的的长长度度，并并在在管管外外装装翅翅片片，就就可可以以大大大大加速器内外的传热。加速器内外的传热。此此外外，热热管管还还具具有有结结构构简简单单，使使用用寿寿命命长长，工工作作可可靠靠，应用范围广等优点。应用范围广等优点。热热管管最最初初主主要要应应用用于于宇宇航航和和电电子子工工业业部部门门，近近年年来来在在很很多多领领域域都都受受到到了了广广泛泛的的重重视视，尤尤其其在在工工业业余余热热的的利利用用上上取取得得了很好的效果。了很好的效果。*45*
30、46*47四、换热器传热过程的强化四、换热器传热过程的强化换热器的强化，就是提高换热器中冷、热流体间的传热速率换热器的强化，就是提高换热器中冷、热流体间的传热速率1、传热过程的强化途径、传热过程的强化途径1）增大传热面积）增大传热面积增增大大传传热热面面积积，可可以以提提高高换换热热器器的的传传热热速速率率。但但是是增增大大传传热热面面积积不不能能靠靠增增大大换换热热器器的的尺尺寸寸来来实实现现，而而是是要要从从设设备备的的结结构构入入手手，提提高高单单位位体体积积的的传传热热面面积积。如如采采用用小小直直径径管管，用用螺螺旋旋管管、波波纹纹管管代代替替光光滑滑管管，采采用用翅翅片片式式换换热
31、热器器等等都都是是增增大大传热面积的有效方法。传热面积的有效方法。*482）增大平均温差增大平均温差平平均均温温差差的的大大小小主主要要取取决决与与两两流流体体的的温温度度条条件件。物物料料的的温温度度由由生生产产工工艺艺所所决决定定，一一般般不不能能随随意意变变动动，而而加加热热介介质质或或冷冷却却介介质质温温度度可可以以有有很很大大差差异异，如如化化工工中中常常用用的的加加热热介介质质是是饱饱和和水水蒸蒸气气，提提高高蒸蒸汽汽的的压压强强就就可可以以提提高高蒸蒸汽汽的的温温度度。但但提提高高介介质质的的温温度度必必须须考考虑虑到到技技术术上上的的可可能能性性和和经经济济上上的的合合理理性性
32、。当当换换热热器器中中两两流流体体均均无无相相变变时时，应应尽尽可可能能从从结结构构上上采采用用逆逆流流或接近逆流的流向以得到较大的传热温差。或接近逆流的流向以得到较大的传热温差。19:40:1149 3）增大传热系数 增大K值是在强化过程中应该着重考虑的方面。欲提高K值，就必须减小对流传热热阻、污垢热阻和管壁热阻。由于各项热阻所占比重不同，故应设法减小其中较大的热阻。在换热设备中，金属壁面比较薄且导热系数高，一般不会成为主要热阻。污垢热阻是一个可变因素，在换热器投入使用时，污垢热阻很小，不会成为主要矛盾。但随着使用时间加长，便可能成为阻碍传热的主要因素。因此，应通过增大流速等手段设法减弱垢层
33、的形成和发展，并注意及时清除污垢。*50对对流流传传热热热热阻阻经经常常是是传传热热过过程程的的主主要要矛矛盾盾，当当换换热热器器壁壁面面两两侧侧对对流流传传热热系系数数相相差差较较大大时时，应应设设法法强强化化对对流流传传热热系系数数小的一侧的对流换热。小的一侧的对流换热。提提高高对对流流传传热热系系数数，减减小小对对流流传传热热热热阻阻的的主主要要途途径径是是减减小层流边界层或层流底层的厚度小层流边界层或层流底层的厚度，通常采用的具体手段有：，通常采用的具体手段有：（1）提提高高流流速速，加加大大Re数数，以以减减薄薄层层流流底底层层的的厚厚度度，例例如如增增加加列列管管式式换换热热器器中
34、中的的管管程程数数和和壳壳体体中中的的挡挡板板数数，可可分分别别提提高管程和壳程的流速。高管程和壳程的流速。*51（2）增增加加流流体体的的人人工工扰扰动动，以以减减薄薄层层流流底底层层。例例如如采采用用管管式式或或螺螺旋旋板板式式换换热热器器；采采用用各各种种异异形形管管或或管管内内加加装装麻麻花花铁铁、螺螺旋旋圈圈或或金金属属卷卷片片等等添添加加物物；采采用用波波纹纹状状或或粗粗糙糙的的换换热热面面等等等等都都可可提提高高对对流流传传热热强强度度。在在列列管管式式换换热热器器的的壳壳程程中中安安装装折折流流挡挡板板，使使流流体体流流动动方方向向不不断断改改变变，增增加加流流体体的的扰扰动动
35、，是是提提高壳程对流传热系数的重要方法。高壳程对流传热系数的重要方法。（3）利利用用传传热热进进口口段段换换热热较较强强的的特特性性，采采用用短短管管换换热热器器，如如锯锯齿齿形形翅翅片片的的板板翅翅式式换换热热器器，不不仅仅增增加加了了流流体体的的扰扰动动，而而且由于流道短，边界层厚度小，因而使对流传热强度加大。且由于流道短，边界层厚度小，因而使对流传热强度加大。1、在套管式换热器中用水冷却某成品油，油和水呈逆流流动，已知油的质量流率为2.0kg/s，进口温度为120，出口温度为80，冷却水质量流率为2.5kg/s，进口温度为20，已 知 油 的 热 容 为 2.45kJ/(kg)，水 的
36、热 容 为4.18kJ/(kg)。若已知该套管式换热器的有效传热长度为5m，内管为502.5mm的不锈钢管，外管为803mm的不锈钢管，冷却水走内管，成品油走管外环隙，试求内管和外管的对流传热系数？水的密度取1000kg/m3，油的密度取850kg/m3，水的热导率为0.62W/(mK)，油的热导率取0.13W/(mK)，水的粘度为0.65610-3Pas，油的粘度为0.27610-3Pas。课后思做31(1)若管壁热阻和成品油侧的污垢热阻可忽略，冷却水侧的污垢热阻取0.2510-3m2K/W，求换热器基于管外表面积的总传热系数K?(2)核算该换热器能否满足要求？*54课后思做32在列管式换热
37、器（型号219-1.6-3.7-2/25-I，壳程不设折流挡板）中用水冷却某成品油，油和水呈逆流流动，水走管程，油走壳程。已知油的质量流率为4.0kg/s，进口温度为150，要求出口温度为120，冷却水质量流率为2.5kg/s，进口温度为20。问:(1)该换热器能否满足要求？(2)如果不能满足要求，成品油的实际出口温度是多少？已知油的热容为1.34kJ/(kg)，水的热容为4.18kJ/(kg)。水的密度取988kg/m3，油的密度取850kg/m3，水的热导率为0.62W/(mK)，油的热导率取0.13W/(mK)，水的粘度为0.65610-3Pas，油的粘度为0.27610-3Pas。若管壁热阻和成品油侧的污垢热阻可忽略，冷却水侧的污垢热阻取0.2510-3m2K/W。*55不要让那些低级快乐拖垮你的人生！视频学习核武器的原理早已公开，为什么很多国家还是造不出来？大国重器之加氢反应器*56中美博弈三十年（1）中美博弈三十年（2）中美博弈三十年（3）中美博弈三十年（4）中美博弈三十年（5）中美博弈三十年（6）中美博弈三十年（7）*57未来十年世界将由中国决定（上）未来十年世界将由中国决定（下）*58