传热及主要设备换热器.ppt

2024/9/101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2024/9/102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2024/9/103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2024/9/104按工艺功能分类•（1）冷却器：冷却工艺物流的设备。

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2024/9/105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 ：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2024/9/106直接接触传递热量式2024/9/107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2024/9/108常用换热器的各种型式•固定管式换热器 2024/9/109常用换热器的各种型式•浮头式换热器 2024/9/1010常用换热器的各种型式•U形管式换热器 2024/9/1011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2024/9/1012常用换热器的各种型式•波纹板式换热器2024/9/1013常用换热器的各种型式•钎焊板式换热器 2024/9/1014常用换热器的各种型式•螺旋板式换热器 2024/9/1015常用换热器的各种型式•螺旋板式换热器Ⅰ型不可拆 2024/9/1016常用换热器的各种型式•螺旋板式换热器Ⅱ型一端可拆 Ⅲ 型两端可拆 2024/9/1017常用换热器的各种型式•浸没式蛇管换热器 2024/9/1018常用换热器的各种型式•套管式换热器2024/9/1019常用换热器的各种型式•板翅式换热器 2024/9/1020常用换热器的各种型式•板翅式换热器：空分装置2024/9/1021换热器的热量传导计算•Q=K×A×Δt/L•式中： Q——传热热量 K——导热系数 A——传热面积 Δt——传热温差 L——传热距离2024/9/1022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。

2024/9/1023传热原理图温度变化曲线热流体冷流体2024/9/1024流体传热温差• Δt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，因此在运用传热计算时，引入平均温差Δt的概念 2024/9/1025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2024/9/1026流体温度变化规律顺 流逆 流2024/9/1027K的取值•1.查取 K 值： 流体种类总传热系数K W/(m2·K)水—气体12~60水—水800~1800水—煤油350左右水—有机溶剂280~850气体—气体12~35饱和水蒸气—水1400~4700饱和水蒸气—气体30~300饱和水蒸气—油60~350饱和水蒸气—沸腾油290~8702024/9/1028K的取值•2.实验测定K值 : 通过测量Q、A、Δt 计算KA×Δt×ΔtQ×L×LK=2024/9/1029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。

2024/9/1030换热器的应用再沸器 •再沸器 、冷却器 2024/9/1031换热器的应用•精馏塔 2024/9/1032夹套式换热器 •反应器的加热或冷却 。