換熱器介紹及熱效率計(jì)算

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1、換熱器介紹及熱效率的簡(jiǎn)單計(jì)算一、換熱器的基本概念換熱器的定義：凡是用來使熱量從熱流體傳遞到冷流體，以滿足規(guī)定的工藝要求的裝置通稱換熱器。三種類型換熱器簡(jiǎn)介???????ì螺旋板式板式交叉流換熱器管殼式殼管式套管式)(?????????íì蓄熱式混合式間壁式間壁式——冷熱流體分別位于固體壁面兩側(cè)，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(shí)現(xiàn)換熱?；?zé)崾健錈崃黧w交替地通過同一換熱表面而實(shí)現(xiàn)熱量交換的設(shè)備稱為蓄熱式換熱器。2、換熱器的分類？螺旋板式換熱器波紋管換熱器列管式換熱器板式換熱器螺

2、旋板換熱器管殼式換熱器容積式換熱器浮頭式換熱器管式換熱器熱管換熱器汽水換熱器翅片管換熱器管殼式換熱器分為浮頭式換熱器和固定管板式換熱器1、浮頭式換熱器特點(diǎn)2、浮頭式換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱浮頭。管子受熱時(shí)，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消除了溫差應(yīng)力?！「☆^式換熱器的特點(diǎn)浮頭式換熱器的一端管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內(nèi)自由移動(dòng)，這個(gè)特點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)能看出來。這種換熱器殼體和管束的熱膨脹是自由的，管束可以抽出，便于清洗管間和管內(nèi)。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高（比固定管板高20%）

3、，在運(yùn)行中浮頭處發(fā)生泄漏，不易檢查處理。浮頭式換熱器適用于殼體和管束溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的條件。1、固定管板式換熱器(,4E-401,4E-200)　固定管板式換熱器主要有外殼、管板、管束、頂蓋（又稱封頭）等部件構(gòu)成。在圓形外殼內(nèi)，裝入平行管束，管束兩端用焊接或脹接的方法固定在管板上，兩塊管板與外管直接焊接，裝有進(jìn)口或出口管的頂蓋用螺栓與外殼兩端法蘭相連。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有殼側(cè)密封連接，相同的殼體內(nèi)徑排管最多，在有折流板的流動(dòng)中旁路最小，管程可以分成任何管程數(shù)，因兩個(gè)管板由管子互相支撐，故在各種管殼

4、式換熱器中它的管板最薄，造價(jià)最低，因而得到廣泛應(yīng)用。這種換熱器的缺點(diǎn)是：殼程清洗困難，有溫差應(yīng)力存在。當(dāng)冷熱兩種流體的平均溫差較大，或殼體和傳熱管材料膨脹系數(shù)相差較大，熱應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時(shí)，在殼體上需設(shè)膨脹節(jié)，由于膨脹節(jié)強(qiáng)度的限制，殼程壓力不能太高。這種換熱器適用于兩種介質(zhì)溫差不大，或溫差較大但殼程壓力不高，及殼程介質(zhì)清潔，不易結(jié)垢的場(chǎng)合。2、翅片管換熱器（冷卻器）(4E-202,4E-100,4E-501,4E-204)凡在換熱管上加裝翅片,以達(dá)到增加散熱面積的冷熱交換器，均可歸納為“翅片管散熱器”，

5、也叫熱管式換熱器?！　〕崞苌崞靼闯崞慕Y(jié)構(gòu)形式可分為繞片式；串片式；焊片式；軋片式。常用的材料為鋼；不銹鋼；銅；鋁等?！　〕崞苌崞饕话阌糜诩訜峄蚶鋮s空氣，具有結(jié)構(gòu)緊湊，單位換熱面積大等特點(diǎn)。二、換熱器的簡(jiǎn)單計(jì)算換熱器熱計(jì)算分兩種情況：設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算(1)設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)一個(gè)新的換熱器，以確定所需的換熱面積（2）校核計(jì)算：對(duì)已有或已選定了換熱面積的換熱器，在非設(shè)計(jì)工況條件下，核算他能否勝任規(guī)定的新任務(wù)。換熱器熱計(jì)算的基本方程式是傳熱方程式及熱平衡式(1)(2)式中，不是獨(dú)立變量，因?yàn)樗Q于以及換熱器

6、的布置。另外，根據(jù)公式(1)可知，一旦和以及中的三個(gè)已知的話，我們就可以計(jì)算出另外一個(gè)溫度。因此，上面的兩個(gè)方程中共有8個(gè)未知數(shù)，即需要給定其中的5個(gè)變量，才可以計(jì)算另外三個(gè)變量。對(duì)于設(shè)計(jì)計(jì)算而言，給定的是，以及進(jìn)出口溫度中的三個(gè)，最終求對(duì)于校核計(jì)算而言，給定的一般是，以及2個(gè)進(jìn)口溫度，待求的是。舉例簡(jiǎn)單計(jì)算：以4E-100舉例，殼程：氮?dú)饬髁?0100kg/h,比熱0.25kcal/kg,進(jìn)口溫度182℃管程:導(dǎo)熱油流量16340kg/h比熱0.5kcal/kg,進(jìn)口溫度260℃,出口溫度225℃求氮?dú)獾某?/p>

7、口溫度是多少?(忽略污垢熱阻)可根據(jù)方程式(1)計(jì)算得氮?dú)獬隹跍囟仍?20℃.以4E-501為例計(jì)算總的傳熱系數(shù)：管程：循環(huán)水流量68000kg/h比熱1kcal/kg,進(jìn)口溫度32℃,出口溫度37℃殼程：氮?dú)饬髁?1936kg/h,比熱0.25kcal/kg,進(jìn)口溫度97℃,出口溫度35℃,換熱面積715m2計(jì)算傳熱系數(shù)K解：循環(huán)水熱負(fù)荷Q=qmcp（T進(jìn)-T出）=68000*1*（32—37）=340000kcal平均溫度差逆流97℃35℃37℃32℃△T1=97-37=60△T2=35-32=3因△T1

8、/△T2=60/3=20>2△TM=(△T1-△T2)/LN(△T1/△T2)=19℃Q=KA△TMK=Q/A△TM=340000/715*19=25.03kcal/hm2℃三、影響換熱器換熱效果的因素造成換熱器換熱效果下降的原因有以下幾種.S7U#X#A/s9S1）冷卻水量少5R%u:n2F/p!Z8W%B&2）冷卻水溫高%O&Z7u*k){.3）殼程雜質(zhì)堵塞換熱器列管或者結(jié)垢，造成水冷器換熱效果