化工單元過程及設(shè)備的選擇與操作課程組傳熱基本方式的認(rèn)識為什么冷流體升溫？冷進(jìn)92℃冷出145℃熱進(jìn)225℃熱出177℃管殼式換熱器工程任務(wù)工程任務(wù)凡是有溫差的存在，熱量就會自發(fā)的從高溫處傳遞到低溫處。這一過程就是熱量的傳遞，簡稱傳熱。熱進(jìn)225℃溫度差冷進(jìn)92℃?zhèn)鳠崾窃趺窗l(fā)生的？傳熱方式1、傳導(dǎo)2、對流3、輻射傳

熱1、熱傳導(dǎo)微觀的角度機(jī)理：借助物質(zhì)的分子、原子或自由電子的運(yùn)動將熱量從物體溫度較高的部分傳遞到溫度較低部分的過程。特點：在傳熱方向上，沒有物質(zhì)的宏觀位移。場合：1、固體內(nèi)部；2、靜止流體內(nèi)部；3、在層流流動的流體內(nèi)部與流動方向垂直方向上的傳熱。舉例：手拿小鐵棒放火上烤，時間長后手會有感覺--燙。機(jī)理：由于流體內(nèi)部質(zhì)點發(fā)生宏觀相對位移和混合，而將熱能由一處傳遞到另一處。1、熱對流對流傳熱，又稱給熱對流和導(dǎo)熱聯(lián)合作用的過程。流體主體中主要依靠對流方式傳熱，壁面以及靠近壁面附近流體層依靠導(dǎo)熱方式傳熱化工生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到流體通過金固屬體壁壁面面兩進(jìn)行側(cè)傳流熱體過怎程樣。傳熱？冷流體熱流體3、熱輻射機(jī)理：具有溫度而輻射電磁波的現(xiàn)象特點：以電磁波的形式實現(xiàn)能量的傳遞。不需要媒介。存在：物體之間輻射和吸收電磁波的總效果，低溫不明顯例子：太陽照耀大地。輻射傳熱的特點不需要介質(zhì)的存在，在真空中就可以傳遞能量伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)換:

物體內(nèi)能--電磁波能--物體內(nèi)能方向性：熱由高溫傳到低溫。物體的輻射能取決于輻射物體溫度的4次方，所以僅當(dāng)物體間溫差很大時

，輻射傳熱才是主要傳熱方式

。例如管式加熱爐的爐膛（輻射段）傳熱方式1、傳導(dǎo)2、對流3、輻射固體內(nèi)部，靜止流體內(nèi)部，在層流流動的流體內(nèi)部與流動方向垂直方向上的傳熱。發(fā)于有生宏觀位移的流體不需要媒介，以電磁波的形式實現(xiàn)能量的傳遞小 結(jié)思考任務(wù)里用到哪些傳熱方式？冷熱流體怎樣接觸的？………………化工單元過程及設(shè)備的選擇與操作課程組工業(yè)換熱方式的認(rèn)識工程任務(wù)冷熱流體怎樣接觸的？冷進(jìn)92℃冷進(jìn)92℃冷出145℃冷出145℃熱進(jìn)225℃熱進(jìn)225℃熱出177℃熱出177℃管殼式換熱器管殼式換熱器換熱原理不同混合式蓄熱式間壁式換熱原理不同原理：依靠熱流體和冷流體直接接觸和

混合過程實現(xiàn)的。優(yōu)點：傳熱速度快、效率高，設(shè)備簡單。設(shè)備：混合式冷凝器、涼水塔、噴灑式冷卻塔適用范圍：無價值的蒸汽冷凝，或其冷凝液不要求是純凈物料等，允許冷熱兩流體直接接觸混合的場合。大型玻璃鋼冷卻塔大型玻璃鋼冷卻塔廢熱鍋爐廢熱鍋爐1、混合式高溫流體低溫流體蓄熱體原理：對熱容量較大的固體蓄熱體的周期性加熱和冷卻。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、能耐高溫適用范圍：高低溫氣體熱量的回收或者冷卻舉例：焦化廠蓄熱室插入動畫1

2、蓄熱式

原理：冷熱流體被一固體間壁隔開，在換熱過程中兩載熱體互不接觸

、不混合。熱流體先將熱量傳給固體壁面，壁面再將熱量傳遞給冷流體。優(yōu)點：

兩載體互不接觸、不混合適用范圍：實際生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種形式熱流體冷流體壁3、間壁式換熱想一想工程任務(wù)中冷熱流體之間)。的換熱方式是(A、混合式B、間壁式C、蓄熱式D、輻射式換熱方式1、混合式2、蓄熱式3、間壁式冷熱流體直接接觸和混合冷熱流體交替進(jìn)入換熱器冷熱流體在固體間壁兩側(cè)思考換熱器里面結(jié)構(gòu)是什么樣子？………………化工單元過程及設(shè)備的選擇與操作課程組換

熱

器

的

類

型常見的換熱器的類型及結(jié)構(gòu)結(jié)

構(gòu)1-反應(yīng)器

2-夾套

3、4-蒸汽或冷卻水接管

5-冷凝水或冷卻水接管優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便缺點：傳熱系數(shù)較低，傳熱面又受容器的限制。強(qiáng)化措施：為了提高其傳熱性能，在容器內(nèi)安裝攪拌器，使器內(nèi)液體作強(qiáng)制對流，為了彌補(bǔ)傳熱面的不足，還可在器內(nèi)安裝蛇管等用途：應(yīng)用于反應(yīng)器的加熱和冷卻。（1）夾套式換熱器（2）蛇管式換熱器蛇管式換熱器又分沉浸式和噴淋式兩種優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、能承受高壓，可用耐腐蝕材料制造。缺點：管外容器內(nèi)的流體湍流程度差，給熱系數(shù)小，平均溫差低。蛇管易堵塞。用途：反應(yīng)器的傳熱、高壓下傳熱、強(qiáng)腐蝕性流體的傳熱。強(qiáng)化措施：可減少管外空間；容器內(nèi)加攪拌器。①沉浸式換熱器②噴淋式換熱器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；便于耐腐蝕；管內(nèi)能耐高壓；管外α比沉浸式大；傳熱面積大而且可以改變，檢修和清洗方便。缺點：冷卻水噴淋不均勻影響傳熱效果；只能安裝在室外，占地面積大。（3）套管式換熱器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易于維修和清洗，適用于高溫、高壓流體。缺點：流動阻力大，金屬耗量多，而且體積較大。應(yīng)用：所需傳熱面積小，小容積流量的流體。（4）列管式換熱器優(yōu)點：傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊、堅固、傳熱效果好，而且能用多種材料制造，適用性較強(qiáng)，操作彈性大。應(yīng)用：高溫高壓以及大型裝置中得到普遍應(yīng)用。（5）其他類型換熱器（5）其他類型換熱器螺旋板式由焊接在中心隔板上兩塊金屬薄板卷制而成，兩薄板間形成螺旋形通道。翅片式換熱器翅片式換熱器在換熱管的外面裝有很多翅片若干塊長方形的薄金屬片疊加排列，夾緊組裝與支架上。板面常沖壓成各種凹凸的花紋。板式換熱器基本單元由翅片、隔板及封條組成。翅片上下放置隔板，兩側(cè)邊緣由封條密封，即組成一個單元體。將一定數(shù)量的單元體組合起來并進(jìn)行適當(dāng)排列，然后焊在帶有進(jìn)出口的集流箱上。板翅式換熱器思考列管式換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣的？………………化工單元過程及設(shè)備的選擇與操作課程組換

熱

器

的

類

型間壁式換熱器類

型工程任務(wù)換熱器有哪些類型？冷進(jìn)92℃冷出145℃熱進(jìn)225℃熱出177℃管殼式換熱器（1）按換熱器用途分①加熱器

：

用于把流體加熱到所需要的溫度，被加熱流體在加熱過程中不發(fā)生相變。②冷卻器

：

用于加熱流體，使其達(dá)到所需要的溫度。③預(yù)熱器

：

用于流體的預(yù)熱，以提高整個工藝裝置的效率。④過熱器

：

用于加熱飽和蒸汽，使其達(dá)到過熱狀態(tài)。⑤蒸發(fā)器

：

用于加熱液體，使其蒸發(fā)汽化。⑥再沸器

：

加熱冷凝的液體使其再受熱汽化。為蒸餾過程的專用設(shè)備。⑦冷凝器

：

用于冷卻凝結(jié)性飽和蒸汽，使其放出汽化潛熱而凝結(jié)液化。分

類（2）按傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分蓄熱式混合式換熱器間壁式板式：螺旋板式、板式、板翅式夾套式套管式列管式固定管板式換熱器U型管式換熱器浮頭式換熱器蛇管式沉浸式噴淋式管式、板式、特殊形式常見的換熱器材料有金屬、陶瓷、塑料、石墨和玻璃等等。①金屬材料換熱器由金屬材料加工制成的換熱器。常用的材料有碳鋼、合金鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金等。因金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)大，故此類換熱器的傳熱效率高。②非金屬材料換熱器常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)較小，故此類換熱器的傳熱效率較低。常用于具有腐蝕性的物系。（3）按制造材料分化工單元過程及設(shè)備的選擇與操作課程組換

熱

器

的

類

型列管式傳熱器的結(jié)構(gòu)和分類換熱器有哪些分類？冷進(jìn)92℃冷出145℃熱進(jìn)225℃熱出177℃管殼式換熱器工程任務(wù)因此當(dāng)兩流體的溫度差超過50℃時，就應(yīng)采取熱補(bǔ)償措施。列管式換熱器按熱補(bǔ)償方法可分為以下幾種主要型式

①固定管板式換熱器

②U形管式換熱器

③浮頭式換熱器熱補(bǔ)償方法①固定管板式換熱器工作原理優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，管內(nèi)便于清洗，造價低廉。缺點：殼程清洗和檢修困難；當(dāng)管壁和殼壁的溫度相差較大時會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，甚至將管子從管扳上拉脫。解決方法：采用補(bǔ)償圈（膨脹節(jié)）應(yīng)用場合：適用于殼程流體清潔不易結(jié)垢，兩流體溫差不大或溫差教大但殼程壓力不高的場合。②U形管式換熱器工作原工作原理優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)簡單，管間清洗較易。缺點：

管內(nèi)清洗較困難，管板的利用率低。解決熱應(yīng)力方法：它是把每根管子都彎成U形，兩端固定在同一管板上，每根管子可自由伸縮，與殼體無關(guān)，來解決熱補(bǔ)償問題。應(yīng)用場合：

適用于管、殼程溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢而管程介質(zhì)不易結(jié)垢的場所。理③浮頭式換熱器工作原理優(yōu)點：可完全消除熱應(yīng)力，在清洗和檢修時整個管束可以從殼體中抽出。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用材量大，造價高。操作時，如果浮頭蓋連接處泄漏將無法發(fā)現(xiàn)，

解決熱應(yīng)力方法：采用浮頭來消除熱應(yīng)力應(yīng)用場合：應(yīng)用十分廣泛，適用于殼體與管束溫差較大或殼程流體容易結(jié)垢的場合?？捎糜诮Y(jié)垢比較嚴(yán)重的場合；可用于管程易腐蝕的場合。思考換熱器有還有哪些類型？………………化工單元過程及設(shè)備的選擇與操作課程組換

熱

器

的

類

型列管式傳熱器的結(jié)構(gòu)和分類換熱器里面是什么樣子的？冷進(jìn)92℃冷進(jìn)92℃冷出145℃冷出145℃熱進(jìn)225℃熱進(jìn)225℃熱出177℃熱出177℃管殼式換熱器管殼式換熱器工程任務(wù)由殼體、管束、折流板、管板和封頭等部分組成。管束安裝在殼體內(nèi)，兩端固定在管板上。列管式換熱器的結(jié)構(gòu)管

箱流體流入換熱管和送出換熱器在多管程結(jié)構(gòu)中，起到改變流體流向用來排布換熱管將管程和殼程流體分開，避免混合承受管程殼程壓力和溫度的載荷作用管

板管

束管程：一種流體由進(jìn)口管進(jìn)入封頭，通過管板上圓孔分配至各管內(nèi)，流經(jīng)各管后匯集至另一側(cè)封頭，然從此封頭的出口管流出。殼程：另一種流體由殼體的接管流入，在殼體與管束間的空隙流動，然后從殼體的另一端接管排出。思考管程流體殼程流體熱流體冷流體冷進(jìn)92℃冷進(jìn)92℃熱進(jìn)225℃熱進(jìn)22