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      哈雷釬焊板式換熱器
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      常見換熱器類型及間壁換熱效率要素分析

      點擊:1926 日期:[ 2014-04-26 21:14:06 ]
                       常見換熱器類型及間壁換熱效率要素分析                            鄭海英 靳磊               睿能太宇(沈陽)能源技術有限公司(遼寧沈陽)     【摘要】平壁、圓筒壁換熱器的類型及相應的傳熱分析。     【關鍵詞】換熱器;類型;間壁換熱效率;分析     (一)換熱器類型簡介換熱器主要類型分:間壁式{套管式、殼管式、交叉流換熱器、板式、螺旋板式}、混合式、蓄熱式。具體:     間壁式——冷熱流體分別位于固體壁面兩側,而由壁面間接隔開來。     混合式——冷熱流體通過直接接觸、相互混合來實現換熱。     回熱式——冷熱流體交替地通過同一換熱表面而實現熱量交換的設備稱為蓄熱式換熱器。     蓄熱式——固體壁面除了換熱外還起到蓄熱的作用:高溫流體流過時,固體壁面吸收并積蓄熱量,然后釋放給接著流過的低溫流體,這種換熱器的熱量傳遞過程是非穩態的。     (二)間壁式換熱器的主要型式      (1)套管式換熱器:最簡單的一種間壁式換熱器,流體有順流和逆流兩種,適用于傳熱量不大或流體流量不大的情形     (2)管殼式換熱器:最主要的一種間壁式換熱器,傳熱面由管束組成,管子兩端固定在管板上,管束與管板再封裝在外殼內。兩種流體分管程和殼程。     (3)交叉流換熱器:間壁式換熱器的又一種主要形式。其主要特點是冷熱流體呈交叉狀流動。交叉流換熱器又分管束式、管翅式和板翅式三種。     把單位體積內所包含的換熱面積作為衡量換熱器緊湊程度的衡量指標,一般將大于700m2/m3的換熱器稱為緊湊式換熱器,板翅式換熱器多屬于緊湊式,因此,日益受到重視。     (4)板式換熱器:由一組幾何結構相同的平行薄平板疊加所組成,冷熱流體間隔地在每個通道中流動,其特點是拆卸清洗方便,故適用于含有易結垢物的流體。     (5)螺旋板式換熱器:換熱表面由兩塊金屬板卷制而成,有點:換熱效果好;缺點:密封比較困難。     (三)簡單順流及逆流分析                                               那么不是所有的換熱器都設計成逆流形式的就最好的,因為一臺換熱器的設計要考慮很多因素,而不僅僅是換熱的強弱。比如,逆流時冷熱流體的最高溫度均出現在換熱器的同一側,使得該處的壁溫特別高,可能對換熱器產生破壞,因此,對于高溫換熱器,又是需要故意設計成順流     (四)換熱器流速控制     換熱器運行一段時間后,換熱面上會有污垢,這些附加的污垢使傳熱系數減小,換熱器性能下降。這樣在換熱器中流體的流速要選擇得適當,過低或過高都是不合理的。一方面,為了保證不過分地過快的結垢,流速不能過低;另一方面,又不能采用過高的流速而引起水蝕或振動。     (五)傳熱的強化     強化傳熱的目的:縮小設備尺寸、提高熱效率、保證設備安全削弱傳熱的目的:減少熱量損失根據不同的需求,對于實際傳熱的傳熱過程,有時需要強化,有時則需要削弱。     強化傳熱的原則和手段     (1)強化換熱的原則:哪個環節的熱阻大,就對哪個環節采取強化措施。     (2)強化手段:a無源技術(被動技術);b有源技術(主動式技術)     a無源技術(被動技術):除了輸送傳熱介質的功率消耗外,無需附加動力     其主要手段有:①涂層表面;②粗糙表面;③擴展表面;④擾流元件;⑤渦流發生器;⑥螺旋管;⑦添加物;⑧射流沖擊換熱     b有源技術(主動式技術):需要外加的動力     其主要手段有:①對換熱介質做機械攪拌;②使換熱表面振動;     ③使換熱流體振動;④將電磁場作用于流體以促使換熱表面附近流體的混合;⑤將異種或同種流體噴入換熱介質或將流體從換熱表面抽吸走。     對換熱器而言,隨著強化措施的完善,污垢熱阻有時會成為傳熱過程的主要熱阻,因此,需要給換熱器的設計提供合理的污垢熱阻的數據,這就需要實驗測定。     參考文獻     [1]楊世銘.傳熱學.高等教育出版社,1994     [2]蔡祖輝.工程熱力學.高等教育出版社,1994     [3]李德英.供熱工程.中國建筑工業出版社,004
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