管式換熱器的原理和工作原理的具體介紹

管式換熱器的具體介紹:換熱器中流體的相對流向一般有順流和逆流兩種。順流時，入口處兩流體的溫差，并沿傳熱表面逐漸減小，至出口處溫差為。逆流時，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。在冷、熱流體的進出口溫度一定的條件下，當兩種流體都無相變時，以逆流的平均溫差順流.管式換熱器在完成同樣傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面積減??；若傳熱面積不變，采用逆流時可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節(jié)省設備費，后者可節(jié)省操作費，故在設計或生產使用中應盡量采用逆流換熱.管式換熱器當冷、熱流體兩者或其中一種有物相變化(沸騰或冷凝)時，由于相變時只放出或吸收汽化潛熱，流體本身的溫度并無變化，因此流體的進出口溫度相等，這時兩流體的溫差就與流體的流向選擇無關了。除順流和逆流這兩種流向外，還有錯流和折流等流向.管式換熱器在傳熱過程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱系數(shù)是一個重要的問題。如下圖所示：根據管板的使用功能（用途），管板分為：a)固定管板換熱器的固定管板。熱阻主要來源于間壁兩側粘滯于傳熱面上的流體薄層(稱為邊界層)，和換熱器使用中在壁兩側形成的污垢層，金屬壁的熱阻相對較小.管式換熱器增加流體的流速和擾動性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。但增加流體流速會使能量消耗增加，故設計時應在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協(xié)調。為了降低污垢的熱阻，可設法延緩污垢的形成，并定期清洗傳熱面.管式換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其合金多用于制造低溫換熱器；鎳合金則用于高溫條件下；非金屬材料除制作墊片零件外，有些已開始用于制作非金屬材料的耐蝕換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。

管殼式換熱器

波形膨脹節(jié)

在固定管板換熱器中，為避免殼體和換熱管拉伸破壞，換熱管失穩(wěn)，換熱管從管板上拉脫，因此，必須在殼體中間設一撓性補償元件——膨脹節(jié)，以降低殼體與換熱管的軸向載荷，且可降低熱膨脹差所引起的管板應力，從而適當?shù)販p薄管板厚度。

換熱器用膨脹節(jié)的型式

膨脹節(jié)的形式較多，按截面的形狀，有U 型、Ω形，S 型等，在固定管板式換熱器中，采用也普遍的是U 形波形膨脹節(jié)。

U 形膨脹節(jié)主要由波形管、直邊段兩部分組成，需要時還可能設內襯筒，加強環(huán)等，見圖所示：

膨脹節(jié)-U.png

換熱器用膨脹節(jié)也可分為單層和多層膨脹節(jié)

a) 對于固定管板換熱器，在保證設計要求的承載能力，補償呈剛度和疲勞壽命的前提下，應優(yōu)先選用單層波形膨脹節(jié)。

b) 在下列情況子下，可選用多層波形膨脹節(jié)

1）須承受較高壓力，且要求較大的位移補償能力；

2）承受較高的疲勞壽命的要求；

采用多層波形膨脹節(jié)結構的特點如下：

1) 柔性好，補償能力高；

2) 疲勞壽命比單層結構高（國外資料介紹是單層的6 倍）；

3) 結構緊湊，節(jié)省材料；

4) 在高壓情況下，不會突然，不易有危險性。

拉桿和定距管

折流板、支持板的固定一般采用拉桿或拉桿和定距管與管板固定。常用的固定結構有兩種，即拉桿定距管結構和點焊結構，見圖所示：

a） 拉桿定距管結構，用于換熱管外徑大于或等于 19mm 的管束。

b） 拉桿與折流板點焊結構，用于換熱管外徑小于或等于 14mm 的管束。

1拉桿的尺寸

拉桿的連接尺寸按圖所示和表4確定。

表4 拉桿尺寸

2拉桿的布置

拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊緣。對于大直徑的換熱器，在布管區(qū)內或靠近折流板缺口處應布置適當數(shù)量的拉桿。

雙殼程結構

在殼程內安裝一平行于換熱管軸線的矩形平板，即縱向隔板，將殼程一分為二，即雙殼程，見圖所示。這種結構可以提高殼程物料流速，改善傳熱效果，即提高傳熱系數(shù)，從經濟角度，一臺雙殼程換熱器比兩臺單管程換熱器便宜。