第一篇：換熱器基本知識

一、換熱器的結(jié)構(gòu)型式有哪些？

換熱器是很多工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的一種常見設(shè)備，通過這種設(shè)備進(jìn)行熱量的傳遞，以滿足生產(chǎn)工藝的需要。可按用途、換熱方式、結(jié)構(gòu)型式三種不同的方法進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)型式分類如下：

換熱器分為管式換熱器、板式換熱器、新型材料換熱器和其他型式的換熱器。

管式換熱器又分為：套管式換熱器、管殼式換熱器、沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和翅片管式換熱器。

板式換熱器又分為：夾套式換熱器、平板式換熱器、傘板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器和板殼式換熱器。

新型材料換熱器分為：石墨換熱器、聚四氟乙烯換熱器、玻璃換熱器和鈦材及其他稀有金屬材料換熱器。

其他形式的換熱器包括回轉(zhuǎn)式換熱器和熱管。

二、換熱器管為什么會結(jié)垢？如何除垢？

因為換熱器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng)，由于某些鹽類在溫度升高時從水中結(jié)晶析出，附著于換熱管表面，形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類緩沖劑，當(dāng)水的PH值較高時，也可導(dǎo)致水垢析出。初期形成的水垢比較松軟，但隨著垢層的生成，傳熱條件惡化，水垢中的結(jié)晶水逐漸失去，垢層即變硬，并牢固地附著于換熱管表面上。

此外，如同水垢一樣，當(dāng)換熱器的工作條件適合溶液析出晶體時，換熱管表面上即可積附由物料結(jié)晶形成的垢層；當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)有機(jī)物較多、而流體的流速又較小時，部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會在換熱器內(nèi)沉積，形成疏松、多孔或膠狀污垢。

換熱器管束除垢的方法主要有下列三種。

一、手工或機(jī)械方法

當(dāng)管束有輕微堵塞和積垢時，借助于鏟削、鋼絲刷等手工或機(jī)械方法來進(jìn)行清理，并用壓縮空氣，高壓水和蒸汽等配合吹洗。當(dāng)管子結(jié)垢比較嚴(yán)重或全部堵死時，可用管式?jīng)_水鉆（又稱為捅管機(jī)）進(jìn)行清理。

二、沖洗法

沖洗法有兩種。第一種是逆流沖洗，一般是在運動過程中，或短時間停車時采用，可以不拆開裝置，但在設(shè)備上要預(yù)先設(shè)置逆流副線，當(dāng)結(jié)垢情況并不嚴(yán)重時采用此法較為有效。

第二種方法是高壓水槍沖洗法。對不同的換熱器采用不同的旋轉(zhuǎn)水槍頭，可以是剛性的，也可以是繞性的，壓力從10MPa至200ＭＰa自由調(diào)節(jié)。利用高壓水除污垢，無論對管間、管內(nèi)及殼體均適用。高壓水槍沖洗換熱器效果較好。應(yīng)用廣泛。

三、化學(xué)除垢

換熱器管程結(jié)垢，主要是因為水質(zhì)不好形成水垢及油垢的結(jié)焦沉淀和粘附兩種形式，用化學(xué)法除垢，首先應(yīng)對結(jié)垢物質(zhì)化驗分析，搞清結(jié)垢物性質(zhì)，就可以決定采用哪種溶劑清洗。一般對硫酸鹽和硅酸鹽水垢采用堿洗（純堿、燒堿、磷酸三鈉等），碳酸鹽水垢則用酸洗（鹽酸、硝酸、磷酸、氟氫酸等）。對油垢結(jié)焦可用氫氧化鈉、碳酸鈉、洗衣粉、液體洗滌劑、硅酸鈉和水按一定的配比配成清洗液進(jìn)行清洗。采用化學(xué)清洗的辦法，現(xiàn)場需要重新配管，比較花費時間。

三、管殼式換熱器管子與管板的連接方法有哪幾種？如何選擇？

根據(jù)換熱器使用條件、加工條件的不同，基本可分為脹接、焊接、脹焊并用三大類。

其中脹接又可分為：機(jī)械脹管、液壓脹管、液袋脹管、橡膠脹管、爆炸脹管、脈沖脹管、粘脹等。

焊接分為：普通焊接、內(nèi)孔焊接、高頻焊接、摩擦焊接、釬焊和爆炸焊接。

脹焊并用分為：強(qiáng)度焊+貼脹、強(qiáng)度焊+強(qiáng)度脹、強(qiáng)度脹+密封焊、強(qiáng)度脹+貼脹+密封焊、強(qiáng)度焊+強(qiáng)度脹+貼脹。

換熱器進(jìn)行水壓試驗和氣密試驗的基本原則如下：

（1）液壓試驗時，圓筒的薄膜應(yīng)力不得超過試驗溫度下材料屈服點的90%；在氣壓試驗時，此應(yīng)力不得超過試驗溫度下材料屈服點的80%；

（2）制造完工的換熱器應(yīng)按GB150“鋼制焊接壓力容器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定進(jìn)行壓力試驗；

（3）換熱器需經(jīng)水壓試驗合格后方可進(jìn)行氣密性試驗；

（4）壓力試驗必須用兩個量程相同的并經(jīng)過校正的壓力表。壓力表的量程在試驗的2倍左右為宜，但不應(yīng)低于1.5倍和高于4倍的試驗壓力；

（5）換熱器的開孔補(bǔ)強(qiáng)圈應(yīng)在壓力試驗以前通入0.4~0.5Mpa的壓縮空氣檢查焊縫質(zhì)量；

（6）水壓試驗和氣密性試驗的試驗介質(zhì)、試驗溫度、試驗方法要嚴(yán)格按照容器壓力試驗的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行；

（7）換熱壓力容器液壓試驗程序應(yīng)按GB151規(guī)定進(jìn)行；

（8）水壓試驗和空密性試驗在確認(rèn)無泄漏后，應(yīng)保壓30min。

四、換熱器泄漏后如何進(jìn)行試漏檢查？怎樣進(jìn)行堵管？

一、試漏檢查

為了查明管子的泄漏情況，首先要作水壓試驗，一般均采用在管子外側(cè)加壓力的外壓試驗。其方法是：把水通入殼體，保持一定時間，用目測檢查兩端管板處管子的泄漏情況，對漏管做出記錄。

二、堵管

管子本身的泄漏一般情況下是無法修復(fù)的，假如泄漏管子的數(shù)量不多時，可以用圓錐形的金屬堵頭將管口兩端堵塞，如管程壓力較高時，堵緊后再焊住更可靠。堵頭的長度一般為管內(nèi)徑的2倍，小端直徑應(yīng)等于0.85倍的內(nèi)徑，錐度為1:10，堵頭材料的硬度應(yīng)低于或等于管子的硬度。用堵管來消除泄漏時堵管數(shù)不得超過10%。

五、換熱器腐蝕的主要部位是哪些？為什么會發(fā)生腐蝕？

換熱器腐蝕的主要部位是換熱管、管子與管板連接處、管子與折流板交界處、殼體等。腐蝕原因如下：

一、換熱管腐蝕

由于介質(zhì)中污垢、水垢以及入口介質(zhì)的渦流磨損易使管子產(chǎn)生腐蝕，特別是在管子入口端的40~50mm處的管端腐蝕，這主要是由于流體在死角處產(chǎn)生渦流擾動有關(guān)。

二、管子與管板、折流板連接處的腐蝕

換熱管與管板連接部位及管子與折流板交界處都有應(yīng)力集中，容易在脹管部位出現(xiàn)裂紋，當(dāng)管與管板存在間隙時，易產(chǎn)生Cl+的聚積及氧的濃差，從而容易在換熱管表面形成點坑或間隙腐蝕使它成為SCC的裂源。管子與折流板交界處的破裂，往往是由于管子長，折流板多，管子稍有彎曲，容易造成管壁與折流板處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，加之間隙的存在，故其交界處成為應(yīng)力腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)。

三、殼體腐蝕

由于殼體及附件的焊縫質(zhì)量不好也易發(fā)生腐蝕，當(dāng)殼體介質(zhì)為電解質(zhì)，殼體材料為碳鋼，管束用折流板為銅合金時，易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，把殼體腐蝕穿孔。

管殼式換熱器的檢修內(nèi)容是：

一、小修內(nèi)容

1）拆卸換熱器兩端封頭或管箱；

2）清洗、清掃管子內(nèi)表面和殼體異物。并檢查換熱器兩端蓋、管箱的腐蝕、銹蝕、裂紋、砂眼等缺陷；

3）對管束和殼體進(jìn)行試壓和試漏；

4）檢查螺栓及保溫、防腐；

5）進(jìn)行局部測厚。

二、中修內(nèi)容

1）包括小修內(nèi)容；

2）抽出管束清理、清掃、清洗，并檢查換熱管的變形和彎曲情況；

3）檢查隔板和折流板及拉桿螺栓的腐蝕情況；

4）檢查換熱器各密封面情況，表面不應(yīng)有劃痕、凹坑和點蝕。

三、大修內(nèi)容

1）包括中、小修內(nèi)容；

2）全面檢查換熱器的運行情況，并對管板與管子焊接處進(jìn)行著色檢驗。管殼式換熱器日常維護(hù)的內(nèi)容

管殼式換熱器日常維護(hù)和監(jiān)測應(yīng)觀察和調(diào)整好以下循環(huán)水的工藝指標(biāo)。

一、溫度

溫度是換熱器運行中的主要控制指標(biāo)，從換熱器進(jìn)出口流體溫度變化的情況可分析換熱器的換熱效果，判斷換熱器傳熱效率的高低，主要在傳熱系數(shù)上，傳熱系數(shù)低其效率也低，由進(jìn)出口的溫度可決定對換熱器進(jìn)行檢查和清洗。

二、壓力

換熱器列管若干結(jié)垢嚴(yán)重，則阻力增大，所以日常要對換熱器的進(jìn)出口壓差進(jìn)行測定和檢驗，特別對高壓流體的換熱器更要特別重視，如果列管泄露，高壓流體一定向低壓側(cè)泄漏，造成低壓側(cè)壓力上升較快，甚至超壓。所以必須解體檢修或堵管。

三、振動

換熱器內(nèi)部的流體流速一般較高，由于流體的脈沖和流動都會造成換熱管的振動，或者整個設(shè)備振動，但最危險的是工藝開車過程中，提壓或加負(fù)荷較快，很容易引起換熱管振動，特別是在隔板處，管子振動的頻率較高，容易把管切斷，造成斷管泄漏，遇到這種情況必須停機(jī)解體檢查，檢修換熱器。

固定管板式換熱器有哪幾部分組成？結(jié)構(gòu)特點是什么？浮頭式換熱器的浮頭有幾種形式？

固定管板式換熱器主要由外殼、封頭、管板、管束折流板或支撐板等部件組成。

其結(jié)構(gòu)特點是：在殼體中設(shè)置有平行管束，管束兩端用焊接或脹接的方法固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼體的進(jìn)出管直接焊接在殼體上，裝有進(jìn)口或出口管的封頭管箱用螺栓與外殼兩管板緊固。管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器，管程可以用隔板分成任何程數(shù)。

浮頭換熱器的浮頭常用的有兩種形式。第一種是靠夾鉗形半環(huán)和若干個壓緊螺釘使浮頭蓋和活動管板密封結(jié)合起來，保證管內(nèi)和管間互不滲漏。第二種是使浮頭蓋法蘭直接和勾圈法蘭用螺栓緊固，使浮頭蓋法蘭和活動管板密封貼合，雖然減少了管束的有效傳熱面積，但密封性可靠，整體也較緊湊。

板式換熱器的工作原理是什么？有何特點？

板式換熱器是由許多波紋形的傳熱板片，按一定的間隔，通過橡膠墊片壓緊組成的可拆卸的換熱設(shè)備。板片組裝時，兩組交替排列，板與板之間用粘結(jié)劑把橡膠密封板條固定好，其作用是防止流體泄漏并使兩板之間形成狹窄的網(wǎng)形流道，換熱板片壓成各種波紋形，以增加換熱板片面積和剛性，并能使流體在低流速成下形成湍流，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果。板上的四個角孔，形成了流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質(zhì)分別流入各自流道，形成逆流或并流通過每個板片進(jìn)行熱量的交換。

其特點：（1）體積小，占地面積少；（2）傳熱效率高；（3）組裝靈活；（4）金屬消耗量低；（5）熱損失小；（6）拆卸、清洗、檢修方便；（7）板式換熱器缺點是密封周邊較長，容易泄漏，使用溫度只能低于150oC，承受壓差較小，處理量較小，一旦發(fā)現(xiàn)板片結(jié)垢必須拆開清洗。

六、板式換熱器有哪幾部分組成？有什么作用？

板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端壓板、固定封頭、活動封頭（頭蓋）、夾緊螺栓、支架、進(jìn)出管等組成。

各部件作用如下：

一、傳熱板片

傳熱板片是換熱器主要起換熱作用的元件，一般波紋做成人字形，按照流體介質(zhì)的不同，傳熱板片的材質(zhì)也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成。

二、密封墊片

板式換熱器的密封墊片主要是在換熱板片之間起密封作用。板式換熱器的泄漏多是因為密封墊片壓錯位或者老化引起的。

三、兩端壓板

兩端壓板主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質(zhì)不泄漏。

四、夾緊螺栓

夾緊螺栓主要是起緊固封頭和換熱板片的作用。夾緊螺栓一般是通扣螺紋，預(yù)緊螺栓時，一定用力矩扳手，使固定板片的力矩均勻。

五、掛架

主要是支承換熱板片，使其拆卸、清洗、組裝等方便。

板式換熱器中、大修的內(nèi)容有哪些？

板式換熱器中修的內(nèi)容是：

（1）拆除進(jìn)出管清洗雜物；

（2）檢查進(jìn)出管的橡膠內(nèi)襯，不應(yīng)有裂紋和破壞；

（3）檢查測量螺栓預(yù)緊力和板片總體尺寸。

板式換熱器大修的內(nèi)容是：

（1）包括中修內(nèi)容；

（2）如換熱器結(jié)垢，應(yīng)解體清洗，或者另行配管在線化學(xué)清洗；

（3）用放大鏡檢查密封墊片的彈性和壓縮變形情況，必要時可以更換；

（4）檢查傳熱板片變形情況；

（5）檢查傳熱板片有無腐蝕、穿孔等缺陷；

（6）重新組裝，壓緊螺栓；

（7）試壓；

（8）復(fù)位。

板式換熱器的拆裝程序如下：

（1）板式換熱器拆卸前，首先測量板束的壓緊長度尺寸，做好記錄（重裝時應(yīng)按此尺寸）；

（2）拆下夾緊螺栓和全部換熱片；

（3）取下各板片上的密封墊片，為防止用螺絲刀刺破板片，可采取液氮急冷法，使橡膠板條急冷變形，然后撕下；

（4）清理密封槽內(nèi)的殘余粘結(jié)劑，清洗板片上的污垢；

（5）用燈光或滲透法檢查傳熱板片有無裂紋或穿孔。檢查板片上是否有凹坑或變形；

（6）修復(fù)或更換損壞的板片；

（7）重新組裝。組裝前首先用丙酮清洗密封槽，并用401號粘結(jié)劑，水平位置粘好密封條；

（8）粘好密封條的板片，每50片一組，用20~30mm的鋼板壓緊，在周圍環(huán)境溫度為30~35oC的范圍內(nèi)固化24h，可以掛片；

（9）掛片完畢，輕掛兩端壓蓋，并穿固定螺栓；

（10）用力矩扳手均勻地擰緊螺栓；

（11）測量組裝壓緊后板片的總長度；

（12）裝進(jìn)出口內(nèi)襯套；

（13）整體試壓。首先將板片一側(cè)的流體通道的入口管盲死，裝滿水，然后在板片另一側(cè)的工作介質(zhì)通道出口管上加一帶放氣短管的盲板，在試壓側(cè)裝上壓力表。充滿水后用手壓泵加壓，為操作壓力的1.5倍，并保持30min，壓力無下降即可連接外管。

板式換熱器泄漏主要由以下原因造成：

（1）換熱板片腐蝕穿透；

（2）換熱板片有裂紋；

（3）夾緊螺栓緊固不均勻；

（4）換熱板片變形太大；

（5）密封墊片斷裂或老化；

（6）密封墊片厚度不均；

（7）密封墊片壓偏。

板式換熱器與列管式換熱器比較有什么優(yōu)點？

（1）體積小，占地面積少。板式換熱器占地面積為同樣換熱能力的列管式換熱器的30%左右。

（2）傳熱效率高。傳熱系數(shù)可達(dá)16700KJ/（m2*h*oC）[4000kcal/(m2*h*oC)],較之列管換熱器高2~4倍。

（3）組裝方便。當(dāng)增加換熱淚盈眶面積時，只需多裝板片，進(jìn)出口方位不需變動。

（4）金屬消耗量低；

（5）拆卸、清洗、檢修方便，不易結(jié)垢。

第二篇：換熱器論文

09無機(jī)非（1）

材料工程基礎(chǔ)論文

管殼式換熱器論文

摘要;本文主要介紹管殼式換熱器。并分析其特點。關(guān)鍵詞：管殼式換熱器、傳熱管束、管板、折流板

正文：管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。管殼式換熱器

流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。

類型：由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因此換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過50 ℃時，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所

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材料工程基礎(chǔ)論文

采用的補(bǔ)償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：

① 固定管板式換熱器 管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。

② 浮頭式換熱器 管束一端的管板可自由浮動，完全消除了熱應(yīng)力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價較高。

③ U型管換熱器 每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，但管程不易清洗。

非金屬材料換熱器 化工生產(chǎn)中強(qiáng)腐蝕性流體的換熱，需采用

09無機(jī)非（1）

材料工程基礎(chǔ)論文

陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金屬材料制作管殼式換熱器。這類換熱器的換熱性能較差，只用于壓力低、振動小、溫度較低的場合。

流道的選擇

進(jìn)行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：①不潔凈和易結(jié)垢流體宜走管程，因管內(nèi)清洗較方便；②腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時受腐蝕；③壓力高的流體宜走管程，以免殼體承受壓力；④飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無關(guān),且冷凝液容易排出；⑤若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時，宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程，以減小熱應(yīng)力。

操作強(qiáng)化

當(dāng)管壁兩側(cè)傳熱分系數(shù)相差很大時（如粘度小的液體與氣體間的換熱），應(yīng)設(shè)法減小傳熱分系數(shù)低的一側(cè)的熱阻。如果管外傳熱分系數(shù)小，可采用外螺紋管（低翅片管），以增大管外一側(cè)的傳熱面積和流體湍動，減小熱阻。如果管內(nèi)傳熱分系數(shù)小，可在管內(nèi)設(shè)置麻花鐵，螺旋圈等添加物，以增強(qiáng)管內(nèi)擾動，強(qiáng)化換熱，當(dāng)然這時流體的流動阻力也將增大。

管殼式換熱器-shell and tube heat exchanger 由一個殼體和包含許多管子的管束所構(gòu)成，冷、熱流體之間通過管壁進(jìn)行換熱的換熱器。管殼式換熱器作為一種傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備，在化工、煉油、石油化工、動力、核能和其他工業(yè)裝置中得到普遍采用，特別是在高溫高壓和大型換熱器中的應(yīng)用占據(jù)絕對優(yōu)勢。通常的工作壓力可達(dá)4兆帕，工作溫度在200℃以下，在個別情況下還可達(dá)到更高的壓力和溫度。一般殼體直徑在1800毫米以下，管子長度在9米以下，在個別情況下也有更大或更長的。

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材料工程基礎(chǔ)論文

為提高換熱器的傳熱效能，也可采用螺紋管、翅片管等。管子的布置有等邊三角形、正方形、正方形斜轉(zhuǎn)45°和同心圓形等多種形式，前3 種最為常見。按三角形布置時，在相同直徑的殼體內(nèi)可排列較多的管子，以增加傳熱面積，但管間難以用機(jī)械方法清洗，流體阻力也較大。管板和管子的總體稱為管束。管子端部與管板的連接有焊接和脹接兩種。在管束中橫向設(shè)置一些折流板，引導(dǎo)殼程流體多次改變流動方向，有效地沖刷管子，以提高傳熱效能，同時對管子起支承作用。折流板的形狀有弓形、圓形和矩形等。為減小殼程和管程流體的流通截面、加快流速，以提高傳熱效能，可在管箱和殼體內(nèi)縱向設(shè)置分程隔板，將殼程分為2程和將管程分為2程、4程、6程和8程等。管殼式換熱器的傳熱系數(shù)，在水-水換熱時為1400～2850瓦每平方米每攝氏度〔W/(m2〃℃)〕;用水冷卻氣體時，為10～280W/(m2〃℃)；用水冷凝水蒸汽時，為570～4000W/(m2〃℃)。

分類

管殼式換熱器按結(jié)構(gòu)特點分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、Ｕ型管式換熱器、雙重管式換熱器、填函式換熱器和雙管板換熱器等。前 3種應(yīng)用比較普遍。

固定管板式換熱器

它是管殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)形式。管子的兩端分別固定在與殼體焊接的兩塊管板上。在操作狀態(tài)下由于管子與殼體的壁溫不同，二者的熱變形量也不同，從而在管子、殼體和管板中產(chǎn)生溫差應(yīng)力。這一點在分析管板強(qiáng)度和管子與管板連接的可靠性時必須予以考慮。為減小溫差應(yīng)力，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)。固定管板式換熱器一般只在適當(dāng)?shù)臏夭顟?yīng)力范圍、殼程壓力不高的場合下

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材料工程基礎(chǔ)論文

采用。固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，但參與換熱的兩流體的溫差受一定限制；管間用機(jī)械方法清洗有困難，須采用化學(xué)方法清洗，因此要求殼程流體不易結(jié)垢。

浮頭式換熱器

浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)為管子一端固定在一塊固定管板上，管板夾持在殼體法蘭與管箱法蘭之間，用螺栓連接；管子另一端固定在浮頭管板上，浮頭管板與浮頭蓋用螺栓連接，形成可在殼體內(nèi)自由移動的浮頭。由于殼體和管束間沒有相互約束，即使兩流體溫差再大，也不會在管子、殼體和管板中產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭式換熱器適用于溫度波動和溫差大的場合；管束可從殼體內(nèi)抽出用機(jī)械方法清洗管間或更換管束。但與固定管板式換熱器相比，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高。

U型管式換熱器 一束管子被彎制成不同曲率半徑的U型管，其兩端固定在同一塊管板上，組成管束。管板夾持在管箱法蘭與殼體法蘭之間，用螺栓連接。拆下管箱即可直接將管束抽出，便于清洗管間。管束的U形端不加固定，可自由伸縮，故它適用于兩流體溫差較大的場合；又因其構(gòu)造較浮頭式換熱器簡單，只有一塊管板，單位傳熱面積的金屬消耗量少，造價較低，也適用于高壓流體的換熱。但管子有U形部分，管內(nèi)清洗較直管困難，因此要求管程流體清潔，不易結(jié)垢。管束中心的管子被外層管子遮蓋，損壞時難以更換。相同直徑的殼體內(nèi)，U形管的排列數(shù)目較直管少，相應(yīng)的傳熱面積也較小。

雙重管式換熱器

將一組管子插入另一組相應(yīng)的管子中而構(gòu)成的換熱器。管程流體從管箱進(jìn)口管流入，通過內(nèi)插管到達(dá)外套管的底

09無機(jī)非（1）

材料工程基礎(chǔ)論文

部，然后返向，通過內(nèi)插管和外套管之間的環(huán)形空間，最后從管箱出口管流出。其特點是內(nèi)插管與外套管之間沒有約束，可自由伸縮。因此，它適用于溫差很大的兩流體換熱。但管程流體的阻力較大，設(shè)備造價較高。

填函式換熱器

填函式換熱器的結(jié)構(gòu)，管束一端與殼體之間用填料密封。管束的另一端管板與浮頭式換熱器同樣夾持在管箱法蘭與殼體法蘭之間，用螺栓連接。拆下管箱、填料壓蓋等有關(guān)零件后，可將管束抽出殼體外，便于清洗管間。管束可自由伸縮，具有與浮頭式換熱器相同的優(yōu)點。由于減少了殼體大蓋，它的結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，造價也較低；但填料處容易滲漏，工作壓力和溫度受一定限制，直徑也不宜過大。

雙管板換熱器管子兩端分別連接在兩塊管板上，兩塊管板之間留有一定的空間，并裝設(shè)開孔接管。當(dāng)管子與一側(cè)管板的連接處發(fā)生泄漏時，漏入的流體在此空間內(nèi)收集起來，通過接管引出，因此可保證殼程流體和管程流體不致相互串漏和污染。雙管板換熱器主要用于嚴(yán)格要求參與換熱的兩流體不互相串漏的場合，但造價比固定管板式換熱器高。

特點

這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動，稱為管程流體；另一種在管外流

09無機(jī)非（1）

材料工程基礎(chǔ)論文

動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。

09無機(jī)非（1）

材料工程基礎(chǔ)論文

參考文獻(xiàn)：1.http://www.tmdps.cn/100k/read.php?tid=3280 3.江南 易宏 甑亮 岑漢釗.管殼式換熱器殼程強(qiáng)化傳熱 研究進(jìn)展.化肥工業(yè) 1998 25 6 : 27 321

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第三篇：淺論換熱器及其發(fā)展趨勢

淺論換熱器及其發(fā)展趨勢

摘要:換熱器是工業(yè)部門廣泛使用的一種設(shè)備。為了適應(yīng)所需，換熱器的類型多而復(fù)雜，本文根據(jù)作用原理和傳熱方式主要分為直接接觸式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器和中間載熱體式換熱器進(jìn)行了簡要介紹。間壁式換熱器仍是應(yīng)用最廣泛的一類換熱器，因此以其一列管式換熱器為例概括了換熱管的現(xiàn)狀和相應(yīng)的換熱器的發(fā)展進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：換熱器；換熱管；現(xiàn)狀；發(fā)展

一、換熱器介紹

換熱器是一種使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備，它在許多工業(yè)部門被廣泛使用，包括化工、煉油、動力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械等等。其主要功能有兩點，一是使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝流程上的需要；二是有效的回收利用預(yù)熱、廢熱，特別是低位熱能。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用相當(dāng)廣泛，自然的，其類型也相當(dāng)多，若按照作用原理和傳熱方式則分為直接接觸式換熱器、蓄熱式換熱器、間壁式換熱器和中間載熱體式換熱器。

1.1 直接接觸式換熱器

直接接觸式換熱器又稱混合式換熱器，是依靠冷、熱流體直接接觸而進(jìn)行傳熱的，這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側(cè)的污垢熱阻，只要流體間的接觸情況良好，就有較大的傳熱速率。故凡允許流體相互混合的場合，都可以采用混合式熱交換器，例如氣體的洗滌與冷卻、循環(huán)水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等，具體應(yīng)用有冷卻塔、氣壓冷凝器、氣體洗滌器等。

采用這種換熱器，熱量能有效地從一種流體傳遞到另一種流體，即傳熱效率高，單位傳熱面上能傳遞的熱量多；其結(jié)構(gòu)能適應(yīng)所規(guī)定的工藝操作，運轉(zhuǎn)安全可靠，密封性

好，清洗、檢修方便，流體阻力小。同時價

格便宜，維護(hù)容易，可使用時間長。但明顯的缺點就是應(yīng)用范圍小，僅適用于工藝上允許兩種流體混合的場合。

1.2蓄熱式換熱器

圖1-1直接接觸式換熱器 熱式換熱器與回?zé)崾綋Q熱器相對應(yīng)，是一種應(yīng)用歷蓄史比較久遠(yuǎn)的換熱裝置，回?zé)崾綋Q熱器中兩種流體的換熱是通過各個位置的固定邊界進(jìn)行的，在穩(wěn)定運行時換熱器的內(nèi)的溫度只與位置有關(guān)，而在蓄熱式換熱器熱量的傳遞都是動態(tài)

［］的，同時依賴于位置和時間。1在蓄熱式換熱器中，冷、熱流體交替地流過同一固體傳熱面及其所形成的通道，依靠構(gòu)成傳熱面的物體的熱容作用（吸熱或放熱），實現(xiàn)冷、熱流體之問的熱交換。蓄熱式換熱器有受熱面回轉(zhuǎn)式和風(fēng)罩回轉(zhuǎn)式兩種：前者是由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使煙氣和空氣交替沖刷蓄熱元件；后者是由風(fēng)罩轉(zhuǎn) 使煙氣和空氣交替沖刷蓄熱元件。該換熱器適用于流量大的氣一氣熱交換場合，如動力、硅酸鹽及石油化工等工業(yè) 中的余熱利用和廢熱回［］收等方面。2

蓄熱式換熱器的優(yōu)點也很明顯，首先是結(jié)構(gòu)緊湊，其次它是由由固體填充物構(gòu)成的蓄熱體作為傳熱面的，交替地通過同一通道利用蓄熱體來吸熱和放熱，其單位面積傳熱面大，適用于氣-氣熱交換，如回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。但局限在于不允許兩種流體混合。

圖1-3 燃燒室

圖1-2 蓄熱式換熱器

1.3 間壁式換熱器

間壁式換熱器又稱為表面式換熱器，利用間壁（固體壁面）進(jìn)行熱交換。是應(yīng)用最廣泛的一類換熱器，形式也多種多樣，如板式換熱器、板翅式換熱器、列管換熱器三類。相比而言，板式換熱器具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便，使用壽命長等特點；板翅式換熱器制造工藝要求更為嚴(yán)格，且容易堵塞，不耐腐蝕，清洗檢修困難，但其傳熱性能特別好；列管式換熱器又稱管殼式換熱器，是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)備，又分為固定管板式換熱器、U形管式換熱器、浮頭式換熱器。管殼 式換熱器由一個殼體 和包 含許多 管子的管束所構(gòu)成，冷、熱流體之間通過管壁進(jìn)行換熱的換熱器。它適應(yīng)于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等各個方面。通常管殼式換熱器的工作壓力可達(dá) 4兆帕，工作作溫度在 200 ℃ 以下。在個別情況下還可達(dá)到更高的壓力和溫度。一般殼體直徑在1800 ram 以下，管子長度在9m以下，在個別情況下也有更大或更長的。其優(yōu)于其他兩種的特點是結(jié)構(gòu)堅固、可選用的結(jié)構(gòu)材料范圍廣，故適應(yīng)性強(qiáng)、操作彈性較大。因此，在高溫、高壓和大型裝置上多采用列管式換熱器。

圖1-4 管殼式換熱器

間壁式換熱器應(yīng)用廣泛，工作壞境多變 且較為惡劣，例如部分間壁式換熱器操作壓強(qiáng)高達(dá)2*105Kpa，溫度-250到1500 ℃的范圍內(nèi)變化，某些流體的腐蝕性又特別嚴(yán)重等。每種類型的換熱器都有優(yōu)缺點，選擇換熱器類型時，要考慮的因素很多，例如材料，壓強(qiáng)，溫度，溫度差，壓強(qiáng)降，結(jié)垢腐蝕情況，流動狀態(tài)，傳熱效果，檢修和操作等。對同一種換熱器而言，某種情況下使用是好的，而在另外的情況下卻不能夠令人滿意，甚至根本不能用。因此在實際應(yīng)用中，工作人員需對各種間壁式換熱器的優(yōu)缺點和操作方式了然于胸，最大發(fā)［3］揮其優(yōu)勢。

1.4 中間載熱體式換熱器

中間載熱體式換熱器是將兩個間壁式換熱器由在其中循環(huán)的載熱體連接，載熱體在高溫流體換熱器和低溫流體換熱器間循環(huán)，從高溫流體換熱器中吸收熱量，向低溫流體換熱器中釋放熱量給低溫流體。

圖1-5

熱管換熱器

二、換熱器的發(fā)展

換熱器在國民經(jīng)濟(jì)和化工生產(chǎn)領(lǐng)域中對產(chǎn)品質(zhì)量、能量利用率以及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性起著舉足輕重的作用。近年來，能源與材料費用的不斷增長極大地推動了對高效節(jié)能換： 熱器的研究，作為一種節(jié)能設(shè)備，換熱器不僅是保證加工過程正常運轉(zhuǎn)不可缺少的設(shè)備，而且就金屬消耗、動力消耗和投資來說，其在整個工程中所占有比例很大。據(jù)統(tǒng)計，換熱器的投資約占全部設(shè)備投資的40%。因此開發(fā)新型高效和結(jié)構(gòu)緊湊的換熱器是目前換熱器研究的一個重要方向。其內(nèi)部強(qiáng)化傳熱主要有兩種途徑：增大傳熱面積，但換熱器的傳熱面積不可能無限制地增大，否則投資費用會大大增加，并且隨著工業(yè)化的進(jìn)展，設(shè)備要緊湊化：提高傳熱系數(shù)，主要從管程和殼程傳熱強(qiáng)化系數(shù)的提高方面上考慮。

2.1 常見換熱管的研究現(xiàn)狀

2.1.1 螺旋槽管

螺旋槽管是種管壁上具有外凸和內(nèi)凸的異形管，管壁上的螺旋槽能在有相變和無相變的傳熱中明顯提高管內(nèi)外的傳熱系數(shù)，起到雙邊強(qiáng)化的作用。根據(jù)在光管表面加螺旋槽的類型，螺旋槽管有單頭和多頭之分，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有槽深e、槽距p和槽旋角β。，研究還表明單頭螺旋槽管比多頭螺旋槽管的性能好。目前，無論足從傳熱、流阻、結(jié)垢性能，還是從無相變對流換熱和有相變凝結(jié)換熱，對螺旋槽管的強(qiáng)化傳熱研究從理論到實際已達(dá)到較高水平。

2.1.2 橫紋管

橫紋管是一種普通圓管作毛胚，在管外壁經(jīng)簡單滾軋出與軸線垂直的凹槽，同時在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。其強(qiáng)化機(jī)理為：當(dāng)管內(nèi)流體經(jīng)橫向環(huán)肋時，管壁附近形成軸向漩渦，增加了邊界層的擾動，有利于熱量通過邊界層的傳遞。當(dāng)渦流即將消失時，流體又流經(jīng)下一個橫肋，不斷產(chǎn)生軸向渦流，因而保持連續(xù)且穩(wěn)定的強(qiáng)化作用。2.1.3 管內(nèi)插入物

管內(nèi)插入物的類型有很多，主要有：麻花鐵、螺旋線圈、螺旋帶、螺旋片、扭帶和靜態(tài)混合器等。各種插入物的強(qiáng)化傳熱機(jī)理一般可分為四種：形成旋轉(zhuǎn)流；破壞邊界層；中心流體與管壁流體產(chǎn)牛置換作用；產(chǎn)生二次流。管內(nèi)插入物的優(yōu)點是對舊的換熱器設(shè)備進(jìn)行改造，以提高其換熱性能。在強(qiáng)化傳熱的同時，能達(dá)到清除污垢的目的。2.1.4 內(nèi)翅片管

內(nèi)翅片管是采用特殊的焊接工藝和設(shè)備加工而成，流體在管內(nèi)的換熱過程為單相強(qiáng)制對流換熱。其豐要特點是通過在傳熱管管內(nèi)擴(kuò)大傳熱面積、強(qiáng)化管內(nèi)傳熱的途徑來提高換熱器的傳熱性能。八十年代初，日立電纜有限公司研究表明，采用左右錯式的螺旋內(nèi)翅片管強(qiáng)

［4］化單相流體的傳熱可使管內(nèi)給熱系數(shù)提高到光管的2.8倍左右。2.1.5 波紋管

波紋管是將光管加工成波紋形狀的翹片，其強(qiáng)化傳熱機(jī)理是：通過改變斷面使弧形段內(nèi)壁處發(fā)生兩次反向擾動，增加對管內(nèi)流體的擾動，擴(kuò)大低熱阻區(qū)域，以提高傳熱系數(shù)，增強(qiáng)傳熱效果。具有不易結(jié)垢，單位容積傳熱面積大，耐腐蝕性強(qiáng)，溫差應(yīng)力小等優(yōu)點。2.1.6 縮放管

縮放管是由依次交替的收縮段和擴(kuò)張段組成的波形管道，其強(qiáng)化傳熱的機(jī)理是：在擴(kuò)張段流體速度降低，靜壓增大；在收縮段流體速度增加，靜壓減小；流體在方向反復(fù)改變的軸向壓力梯度下流動。擴(kuò)張段產(chǎn)生的漩渦在收縮段被有效地利用，沖刷了流體邊界層，便邊界層減落實現(xiàn)了強(qiáng)化傳熱。

2.2 換熱器發(fā)展及進(jìn)展

長期以來，列管式換熱器面臨著各種新型換熱器的挑戰(zhàn)，且某些場合已被一些新型換熱器所取代，但是由于它的高度可靠性和廣泛的適應(yīng)性，至今仍然居于統(tǒng)治地位。例如在日本其產(chǎn)量占全部換熱器的70%，產(chǎn)值占60%。由于受到挑戰(zhàn)，反過來也促進(jìn)了它自身的發(fā)展。

［5］例如在高溫、高壓領(lǐng)域，已有用它取代蛇管、套骨式換熱器的趨勢。目前，對高效列管式換熱器的研究主要集中在強(qiáng)化管程和殼程兩方面，根據(jù)以上換熱管研究現(xiàn)狀針對管程有如下改進(jìn)。

2.2.1 螺紋管換熱器

螺紋管是一種優(yōu)良的高效異形強(qiáng)化傳熱管件，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，由光滑管在車床上軋制而成，分單頭和多頭，其強(qiáng)化機(jī)理是：產(chǎn)生的邊界層分離流使傳熱邊界破壞。目前從傳熱、流阻、阻垢性能、無相變對流換熱、有相變凝結(jié)換熱等方面對螺紋管的強(qiáng)化傳熱研究從理論到實際都達(dá)到了較高水平。

圖2-1

螺紋管

2.2.2 橫紋管換熱器

橫紋管主要用來強(qiáng)化管內(nèi)單相流體的傳熱，在相同流速下，橫紋管比單頭螺旋槽管比較，流體阻力稍大但壓降較小，傳熱性能好。我國華南理工大學(xué)、沈陽化工學(xué)院和遼寧冷熱設(shè)備制造公司等單位對橫紋管進(jìn)行了研究和應(yīng)用。如圖2-2。

圖2-2 橫紋管

2.2.3 菱形翅片管換熱器

菱形翅片管與螺紋管相比，翹片距更密，傳熱面積更大，當(dāng)流體流經(jīng)菱形翅片表面時，傳熱邊界層在非連續(xù)翅片上因受到周期性破壞而減薄，從而提高了冷凝傳熱系數(shù)，是光滑管的6倍。

2.2.4 波紋管換熱器

波紋管是近10年出現(xiàn)的強(qiáng)化換熱管，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，我國第一臺波紋管換熱器由沈陽市廣廈熱力設(shè)備公司于 20世紀(jì)90年代初研制成功。

圖2-3 波紋管

2.2.5 縮放管換熱器

其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。華南理工大學(xué)研究認(rèn)為，縮放管可強(qiáng)化管內(nèi)外單相流體的傳熱，45在同等流阻損失下，Re=10-10 范圍內(nèi)，傳熱管比光管增加70%。縮放管換熱器已在空氣

［6］預(yù)熱器、油冷卻器、冷凝器、廢熱鍋爐中廣泛使用。

三、結(jié)論

圖2-4

縮放管

換熱器在近百年來在國民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域起著越來越重要的作用，能源與材料費用的不斷增長也極大地推動了對高效節(jié)能的換熱器的研究。而今，換熱器的類型已經(jīng)很多，但缺陷卻是大多數(shù)換熱器所共有的，其內(nèi)部強(qiáng)化傳熱途徑也相似。對于未來的發(fā)展，需要包括以下幾個方面：一是器械緊湊化；二是換熱高效化——減少熱量的散失；三是節(jié)能減排；四是理論系統(tǒng)化；五是技術(shù)模型化。

換熱器有著極其廣泛的應(yīng)用，在發(fā)展上雖然有瓶頸但仍然有很大的需要。

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第四篇：換熱器心得

換熱器心得.換熱器機(jī)組控制是學(xué)校為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)開設(shè)的一門課程，也為學(xué)生提供了就業(yè)的另一途徑，四平市被稱為全國換熱器之鄉(xiāng)，在這里對于我們自動化專業(yè)的學(xué)生是比較好就業(yè)的地方。實訓(xùn)的第三天，下午一點在張旭老師帶領(lǐng)下，我們參觀了四平巨元瀚洋板式換熱器有限公司。首先公司員工為我們介紹公司的狀況和主要生產(chǎn)器件。然后在師傅的帶領(lǐng)下，我們參觀了車間，我們看到制作板式換熱器的全過程，師傅詳細(xì)講解了每一道制作的步驟，加深了我們對板式換熱器的更深一步得了解。經(jīng)介紹四平巨元瀚洋板式換熱器有限公司與有著豐富資本運作經(jīng)驗的深圳比克公司重組，達(dá)成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，于2009年6月30日在美國納斯達(dá)克實現(xiàn)柜臺交易，并于今年7月8日借殼在美國納斯達(dá)克成功轉(zhuǎn)為主板上市，成為吉林省第一家在納斯達(dá)克資本市場成功上市的公司。四平巨元瀚洋板式換熱器有限公司的上市，是四平市進(jìn)行資本運作的成功典范。

通過參觀板式換熱器工廠，對這門課程有了感性的認(rèn)識，對換熱器的結(jié)構(gòu)有了具體認(rèn)識。在理解換熱器工藝的基礎(chǔ)上，掌握了換熱器裝配中常用 的技術(shù)設(shè)計要求，掌握了換熱器冷熱交換及設(shè)計工藝。

這次實訓(xùn)讓我明白板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個角上開有角孔，用于介質(zhì)的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。? 框架由固定壓緊板、活動壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)成。? 板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾 這次實訓(xùn)使我感受很深：

一、要學(xué)會吃苦惱勞不在困難面前低頭，在工作時不應(yīng)耍脾氣要學(xué)會適應(yīng)別人與別人溝通我們工作是一個團(tuán)體不是個人的。要想做好任何事，除了自己平時要有功底外，我們還需要一定的實踐動手能力，操作能力，每個同學(xué)都應(yīng)該完善自己的文化知識。在這個競爭如此激烈的社會中，只有努力充實自己才能不被社會淘汰。

二、以前在學(xué)校對自己的未來十分迷茫，但通過這次實訓(xùn)我們體會到了我們這一行的艱辛和干這一行所需要必備怎樣的能力，在校期間我們要明確自己未來的方向、定下目標(biāo)給自己定位，并克服困難提升能力來適應(yīng)自己的崗位。

增強(qiáng)了我們對本專業(yè)的熱愛，培養(yǎng)了我們實事求是、一絲不茍的學(xué)風(fēng)；培養(yǎng)了我們腳踏實地、團(tuán)結(jié)協(xié)作的作風(fēng)和敬業(yè)愛崗的精神，激勵了學(xué)生的創(chuàng)意和創(chuàng)新精神；

培養(yǎng)了我們認(rèn)真、刻苦，勇于實踐的工作作風(fēng)，養(yǎng)成規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，使我們想著具有高層次社會道德、文化修養(yǎng)并掌握先進(jìn)技術(shù)理念與技能的工藝技術(shù)人員、助理工程人員又邁進(jìn)了一步！

這是一個短暫而又充實的實訓(xùn)，雖然結(jié)束了但是我們獲益匪淺。雖然實訓(xùn)結(jié)束了但我們現(xiàn)在的學(xué)習(xí)并未結(jié)束，我們應(yīng)該珍惜在學(xué)校的短短時光，多學(xué)習(xí)，把自身的弱勢和不足變成優(yōu)勢與特長，掃清我們就業(yè)道路的阻礙，為自己的未來而努力加油!

在此要感謝我們親愛的老師是你們無私的奉獻(xiàn)給我們更多的希望。我會努力加油，用優(yōu)異的成績來回報你和社會。

第五篇：換熱器外文翻譯

換熱器

關(guān)鍵術(shù)語

折流板-在管殼式換熱器內(nèi)等間距排布，支撐管束，防止震動，控制流速和流向，增大湍流程度，減少熱點。

管箱-安裝在管殼式換熱器入口側(cè)用于引導(dǎo)多管程換熱器管側(cè)流體流動的裝置。冷凝器-用于冷卻和冷凝熱蒸汽的一種管殼式換熱器。

傳導(dǎo)-由分子震動引起的通過固體即無空介質(zhì)的熱傳遞的方式。對流-在流體中由流體流動引起的熱傳遞方式。逆流-指兩股流束沿著相反方向流動，也稱為反流。錯流-指兩股流束沿著彼此垂直的方向流動。壓差-進(jìn)出口之間的壓力差；表示為ΔP，或德爾塔p。溫差-進(jìn)出口之間的溫度差；表示為ΔT，或德爾塔t。

固定管板式換熱器-用于指管板與殼體剛性固定的管殼式換熱器的術(shù)語。浮頭-指換熱器上介質(zhì)返回側(cè)管板不與殼體固定，并且設(shè)計成當(dāng)溫度升高時可在殼體內(nèi)伸長（浮動）。

污垢-在如冷卻塔和換熱器等設(shè)備內(nèi)表面形成的，導(dǎo)致熱傳遞效率降低和堵塞。釜式再沸器-帶有蒸汽分離腔的管殼式換熱器，用于蒸餾系統(tǒng)中，為分離輕重組分提供高溫，并維持熱平衡。

層流-近乎完整的流線型流動，液流層在平行的軌道上流動。

多管程換熱器-一種管程流體流過管束（熱源）超過一次的管殼式換熱器平行流-指兩股流束沿著相同的方向流動，例如，管殼式換熱器中的管側(cè)流和殼側(cè)流；也稱為并流

輻射熱傳遞-熱量在熱源和接收者之間通過電磁波傳輸。再沸器-用于加熱曾經(jīng)沸騰的液體直到液體再次沸騰的換熱器。顯熱-通過溫度的改變能夠測量或感覺到的熱量。管殼式換熱器-一種有一個圓筒殼環(huán)繞著管束的換熱器。殼側(cè)-指管殼式換熱器繞管外側(cè)的流道。參見管側(cè)。

熱虹吸再沸器-當(dāng)靜態(tài)的液體被加熱到沸點時會產(chǎn)生自然循環(huán)的換熱器型式。管板-管殼式換熱器管端通過滾脹、焊接、或者兩者并用的方法連接固定在其上的平板。

管側(cè)-指通過管殼式換熱器管內(nèi)的流道，參見殼側(cè)。湍流-流體在漩渦中隨機(jī)運動或混合。

換熱器的類型 熱量傳遞在工業(yè)過程中有非常重要作用。換熱器廣泛用于過程之間的熱量傳遞，它能夠使熱流體的熱通過熱傳導(dǎo)或?qū)α鞯姆绞絺鬟f給冷流體。換熱器為此過程提供加熱或冷卻。各種各樣的的換熱器被用于化工過程工業(yè)中。

在盤管式換熱器中，蛇管浸沒在水里或向其噴水來進(jìn)行傳熱，這種操作方式傳熱系數(shù)較低且需要較大空間，因此它最適用于用較低的熱負(fù)荷來冷凝蒸汽。套管式換熱器是采用一個管子包含在另一個管子里面的設(shè)計，管子可以是光管或外部翅片管。套管換熱器通常采用串聯(lián)使用，殼側(cè)操作壓力高至500磅/平方英寸（表壓），而管側(cè)5,000磅/平方英寸（表壓）。

管殼式換熱器有一個圓筒形殼體包在管束外面。流過換熱器的流體被稱為管側(cè)流體或殼側(cè)流體。換熱器內(nèi)有一系列折流板支撐著管束，用于引導(dǎo)流體流動，增大流速，減少管子震動，保護(hù)管子，并產(chǎn)生壓力降。管殼式換熱器可以分類為單程固定管板式、多程固定管板式、多程浮頭式和U型管式。固定管板式換熱器（圖7.1）的管板與殼體固定。固定管板式換熱器適用于最大溫差為200°F(93.33°C)的操作。由于熱膨脹的存在固定管板式換熱器不能超過這個溫差值。它最適合用于冷凝或加熱操作。浮頭式換熱器是為200°F(93.33°C)以上的高溫差設(shè)計的。操作過程中，一塊管板固定而另一塊管板在殼體內(nèi)“浮動”，浮動端未與殼體固定且可以自由膨脹。

再沸器是用于加熱曾經(jīng)沸騰的液體直到液體再次沸騰的換熱器。工業(yè)上常用的類型有釜式和熱虹吸式。

板式換熱器主要由若干個金屬板片構(gòu)成，交替排列的金屬板片是為冷熱交換設(shè)計的。兩相鄰板片的邊緣處有墊片，壓緊后可達(dá)到密封的目的。板式換熱器有冷熱流體的進(jìn)口和出口。板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管，使冷熱流體逆向經(jīng)過相鄰板間的波紋流道空間，該裝置最適用于粘性和腐蝕性介質(zhì)，其傳熱效率很高。板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊且便于清洗，操作溫度限制在350到500°F(176.66°C到260°C)，其目的是為了保護(hù)內(nèi)部墊片，由于設(shè)計要求板式換熱器不適合于沸騰和冷凝。工業(yè)過程中的大多數(shù)液液兩相流體的交換都使用該設(shè)計。

風(fēng)冷換熱器在操作過程中不需要殼體，工藝管連接在一個進(jìn)水口和一個可回程的匯流箱中，管子上可能存在翅片管或光管，翅片的作用是推動或拉動外界的空氣越過暴露的管子，風(fēng)冷換熱器主要應(yīng)用于高傳熱的冷凝操作。螺旋板式換熱器的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，該設(shè)計使流體在媒介中形成高湍流。同其他換熱器一樣，螺旋板式換熱器有冷熱流體的進(jìn)口和出口，在內(nèi)表面實現(xiàn)熱的交換，螺旋板式換熱器還有兩個內(nèi)部腔。

管式換熱器的制造商協(xié)會通過多種設(shè)計的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)將換熱器進(jìn)行分類，其中包括美國機(jī)械工程師協(xié)會(ASME)的結(jié)構(gòu)代碼，公差和機(jī)械設(shè)計： ? B類，專為通用操作（經(jīng)濟(jì)和緊湊設(shè)計）

? C類，專為適度的服務(wù)和通用操作（經(jīng)濟(jì)和緊湊設(shè)計）? R類，專為惡劣的條件下（安全耐久性）

傳熱和流體流動

傳熱的方式有熱傳導(dǎo)，熱對流，熱輻射（圖7.2），在石油化學(xué)產(chǎn)品中，煉油廠和實驗室的環(huán)境中，這些方法需要被充分的理解，在所有的換熱器中都能發(fā)現(xiàn)熱傳導(dǎo)和熱對流過程的結(jié)合。傳熱的最佳條件是產(chǎn)品受熱或冷卻有較大的溫差（溫差越大，傳熱效果越好），高能量或高的冷卻劑流率，較大的換熱面積。

圖7.2 傳熱

傳導(dǎo)

熱傳導(dǎo)的熱量是通過固體傳遞的，例如管子，封頭，擋板，管板，翅片和殼體。這個過程發(fā)生在當(dāng)分子固體矩陣從熱源吸收熱量，由于分子在一個固體矩陣并且不能移動，它們開始振動，這時能量就從熱的一側(cè)轉(zhuǎn)移到冷的一側(cè)。熱對流

對流是液體中較熱部分和較冷部分之間通過循環(huán)流動使溫度趨于均勻的過程，在液體中分子的運動形成電流，然后再重新分配能量，這個過程將持續(xù)進(jìn)行直到能量分布均勻為止，在一個換熱器中，這個過程發(fā)生在流體介質(zhì)彼此接觸進(jìn)行能量交換時。擋板的排列方式和流體的流向?qū)⒁獩Q定這個對流會發(fā)生在換熱器的各個部分。熱輻射

熱輻射最好的例子是太陽使地球變得溫暖，太陽的熱量是通過電磁波傳遞的。熱輻射是一個視線的過程，因此發(fā)射源和接收源的位置是非常重要的，在熱交換器中沒有輻射傳熱過程。層流和湍流

流體流動的兩個主要分類是層流和湍流（圖7.3）。層式或流線型流動流體在管內(nèi)流動時，其質(zhì)點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動。此類流動的流量很小，有很小的擾動（旋轉(zhuǎn)和渦流）。湍流通常有很大的流速。當(dāng)流速增加時，層流模式將要改變成擾動模式，湍流是隨機(jī)的運動或流體的混合。一旦湍流流動開始，分子的運動速度就要加快直到流體統(tǒng)一擾動為止。湍流流動允許液體分子混合使其比層流流動更容易吸收熱量。層流流動促進(jìn)了靜電膜的發(fā)展，靜電膜是一個絕緣體。湍流流動減少了靜電膜的厚度，提高了傳熱率。平行流和串流

換熱器可以通過不同的方式連接，最常見的串聯(lián)和并聯(lián)(圖7.4)，串流中(圖7.4)，在一個多通道的換熱器中通過管側(cè)流動排入到第二個換熱器中，根據(jù)換熱器是如何運行的這種排放路線可以被轉(zhuǎn)向到殼程或管程中。導(dǎo)向原則是經(jīng)過一個換熱器的流動在它到第二個換熱器之前。在并聯(lián)流動中工藝工程是在同一時間經(jīng)過多個換熱器。

圖7.3 層流和湍流

圖7.4 并聯(lián)和串聯(lián)流

圖7.5換熱器的串行流

換熱器的有效性

換熱器的設(shè)計通常要考慮它是如何有效的傳遞能量，污垢是一個難題，它可能使一個換熱器停止傳遞熱量，在持續(xù)的運作期間，換熱器不能保持清潔。污垢，水銹，和過程中的沉積物的結(jié)合使換熱器內(nèi)部的傳熱受到限制。這些沉積物在殼體壁面存在，抵抗了流體流動，減慢或停止熱量的傳導(dǎo)。一個換熱器的污垢阻力取決于被處理液體的類型，在系統(tǒng)中的數(shù)量和懸浮物的類型，對換熱器的熱分解，和液流的流速和溫度。增加流速或降低溫度可以使污垢減少，通過檢查管程內(nèi)外的壓力，殼程內(nèi)外壓力可以識別污垢。這些數(shù)據(jù)常被用來計算壓差或計算管段阻力損失，進(jìn)口，出口的壓差是不同的，作為管段阻力損失或腐蝕和侵蝕是在熱交換中存在的另一個問題，化學(xué)制品，熱量，流體流動和時間會磨損換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。化學(xué)抑制劑被添加來防止腐蝕和結(jié)垢。這些抑制劑用來減輕腐蝕，藻類生長和礦物質(zhì)的沉積。套管換熱器

套管換熱器是一個簡單的傳熱裝置設(shè)計，套管換熱器的管內(nèi)部還有一根管子(圖7.6)。外部管道作為殼程，內(nèi)管作為管程，冷熱流體能在同一個方向流動(并聯(lián)流動)，或相反方向流動(逆流或?qū)α?。

流動方向通常是相反的，因為這樣傳熱效率高，此效率是由于擾動，相碰撞的顆粒，相反的氣流引起的。即使兩個液體流從未彼此直接接觸，這兩個熱能量流(冷和熱)沒有相互遇到。在每個管道內(nèi)氣流的對流混合散發(fā)熱量。

圖7.6 套管換熱器

在一個平行流式換熱器中，單相流的出口溫度接近另一單相流的出口溫度，在一個兩相逆流換熱器中，一種單相流的出口溫度接近于另一單相流的進(jìn)口溫度，因為降低的溫差小在平行流式換熱器中只能進(jìn)行少量的能量傳遞，靜電膜對管道內(nèi)熱量交換產(chǎn)生限制，就如隔熱屏障。

接近管子的液體是熱的，遠(yuǎn)離管子的液體是冷的，任何類型的湍流效應(yīng)將會打破靜態(tài)膜和傳遞能量渦流室周圍的一切，平行流不能產(chǎn)生湍流的漩渦。

套管換熱器的系統(tǒng)局限性是其可以處理流率，最有代表性的是套管換熱器的流率是很小的，低流率有利于層流流動。夾套式換熱器

夾套式換熱器通常被使用于化工行業(yè)(圖7.7)，夾套式換熱器有兩種基本模式：套管和多管設(shè)計，夾套式換熱器的規(guī)定殼程壓力是500磅/平方英寸（表壓），管程壓力是5000磅/平方英寸（表壓）。此類換熱器得名于其不同尋常的發(fā)夾式形狀，套管設(shè)計是管內(nèi)部還有一根管子，翅片添加在管子外部可以增加熱傳遞。

這個發(fā)夾類似于管殼式換熱器，拉伸和彎曲成一個發(fā)夾。這個發(fā)夾設(shè)計有幾個優(yōu)點和缺點：它最大的優(yōu)點是由于U型管的形狀使其熱膨脹系數(shù)很高, 它的翅片設(shè)計同時有要求流體有一個較低的傳熱系數(shù)，管側(cè)有很高的壓力。此外它很容易安裝和清洗，其模塊化的設(shè)計很容易增加節(jié)段；或更換部件物美價廉，供應(yīng)充足。其缺點是并不像管殼式換熱器成本效益低并且它需要特殊的墊圈。

圖7.7 夾套式換熱器

管殼式換熱器

管殼式換熱器是在工業(yè)中最常見的一種換熱器。管殼式換熱器適用于高流量，連續(xù)操作的場合，根據(jù)流程和需要的傳熱量管子的排列方式可以發(fā)生改變，當(dāng)管側(cè)流或封頭內(nèi)流體進(jìn)入到換熱器中時兩流體彼此平行流動。管程內(nèi)有一種流體，殼程內(nèi)有另一種流體流動。熱量通過管壁傳遞給冷流體，熱傳遞的發(fā)生首先是熱傳導(dǎo)，其次是熱對流。圖7.8顯示的是一個單程固定封頭式換熱器。流體流進(jìn)和流出的交換器是針對特定于的液體蒸汽。在系統(tǒng)中液體從底部裝置流動到頂部以減少或消除受到限制的蒸汽。氣體從頂部流動到底部消除被堵塞或積累的液體，此標(biāo)準(zhǔn)既適用于管程流動又適合于殼程流動。板框式換熱器

板框式換熱器是高傳熱、高壓降裝置。它由一系列用壓縮螺栓固定的兩端板間的墊圈(圖 7.20 和 7.21)。平板之間的通道是為壓降和湍流流動設(shè)計的，以為了完成高的傳熱效率。板式換熱器的 開口通常位于桿端蓋處。當(dāng)熱流體進(jìn)入熱通道時將會通過排出口被送進(jìn)交替的板之間。然后到上面的板子處。當(dāng)冷流體進(jìn)入桿端蓋處逆流的冷空氣通道時。冷流體往上流動到平板上，熱流體通過平板向下流動到。這個薄板將冷熱流體進(jìn)行分離，防止泄露。流體流過板子后進(jìn)入集管。平板被設(shè)計成有一系列交錯的格子。熱量通過熱傳導(dǎo)在平板表面進(jìn)行傳熱，通過對流進(jìn)入液體。整個管板流淌冷熱流體和像個分隔管

冷熱流體在板子的兩個相對方向上平行流動。熱流體在頂部流經(jīng)換熱器的墊圈。這個安排要考慮壓降和湍流流動 當(dāng)流體流經(jīng)板子進(jìn)入?yún)R集箱時。冷流體的冷流體進(jìn)入板式換熱器的底部墊圈，與熱流體形成對流。采集頭位于換熱器的上部。

板框式換熱器有以下幾個優(yōu)點和缺點。他們很容易拆卸、清理、分散熱量以至于沒有熱點。板子很容易增加和移動。其他的優(yōu)點是流體阻力小、污垢小、熱效率高。此外，如果墊圈泄露，當(dāng)泄漏到外面時，很容易更換墊圈。

圖7.20 板框式換熱器

圖7.21 板框式裝配

板子也可以防止產(chǎn)品的交叉污染。板框式換熱器可以產(chǎn)生與管殼式是換熱器相比比較小的大的湍動，大的壓降。板框式換熱器的缺點是它對高溫和高壓的限制。墊圈很容易損壞和處理的液體不能兼容。

螺旋式換熱器的設(shè)計以緊湊同心為特點，能形成高湍流流體(圖 7.22)。這種換熱器有兩個基本類型：(1)兩側(cè)螺旋流、(2)橫向螺旋流。

第一種類型的螺旋板換熱器適用于液液流體進(jìn)行換熱，冷凝器，氣體冷卻器裝置。流進(jìn)換熱器的流體是專為逆流操作設(shè)計的。水平軸安裝使懸浮固體能夠進(jìn)行自動清理。

圖7.22 螺旋式換熱器

第二種類型的螺旋板換熱器適用于冷凝器，氣體冷卻器、加熱器和再沸器裝置。垂直安裝為高速液體和蒸汽結(jié)合和在蒸汽混合側(cè)產(chǎn)生低壓降創(chuàng)造了極好的條件。第二種類型的螺旋板換熱器適用于高流量率能抵消低流量率的液液系統(tǒng) 風(fēng)冷換熱器

翅片熱風(fēng)機(jī)和風(fēng)冷換熱器傳熱的的方式不同。風(fēng)冷換熱器提供了一個矩陣結(jié)構(gòu)的平板或翅片管與進(jìn)口或回流管連接。當(dāng)空氣作為外部的傳熱介質(zhì)時要遠(yuǎn)離管子。翅片的這樣多種形式安排是為了形成強(qiáng)制對流，增大傳熱系數(shù)。在強(qiáng)迫氣流和誘發(fā)氣流中翅片被安裝管子的上方或下方。管子可以水平和垂直放置。風(fēng)冷換熱器可的封頭可以分類為管型箱，焊接箱，蓋板，多歧管。管型箱和焊接箱在每個管子的端板上都有防水塞。這種設(shè)計方便逐根管進(jìn)行清洗，如果泄露可以堵住，再軋制緊固管接頭。蓋板設(shè)計為所有管子提供簡易的通道。在蓋板和封頭連接處要放置墊片。這樣多樣化的類型是為高壓環(huán)境設(shè)計的。機(jī)械翅片運用多樣的驅(qū)動程序，在風(fēng)冷換熱器中可以發(fā)現(xiàn)普通驅(qū)動設(shè)置，包括電動機(jī)，壓縮齒輪，蒸汽渦輪，內(nèi)燃機(jī)，和液壓馬達(dá)。

圖7.23 風(fēng)冷換熱器

翅片葉片是由鋁和塑料組成的。鋁翅片適用于操作溫度高于300°華氏溫度(148.88°C)，而塑料翅片的操作溫度被限制在160°F和180°F之間(71.11°C, 82.22°C)。

風(fēng)冷換熱器經(jīng)常被應(yīng)用于空氣壓縮裝置中，在再循環(huán)系統(tǒng)中用于冷凝操作。這種類型的換熱設(shè)備為周圍空氣與排除的工藝流體之間提供了一個40°F(4.44°C)溫度差。比水冷換熱器構(gòu)造更簡單，維修更便宜。風(fēng)冷換熱器沒有與水相關(guān)的污染和腐蝕問題。他們有低廉的經(jīng)營成本和優(yōu)越的高溫移除(200°F or 93.33°C以上)。

他們的缺點是對于液體或冷凝設(shè)備有高的流體出口溫度，高的設(shè)備成本費的限制。此外，他們在額定情況下容易失火或爆炸。