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换热器结构怎么设计 换热器结构分类介绍【详解】

更新时间:2024-07-08   作者: 企鹅电竞官网直播官网首页

  换热器是各种化工、石油、动力系统中都常用到的一种热交换器,是必不可少的设备。它相当于一种传热介质,将热流体的热量传递给冷流体,从而进行能量的传递与交换,能大大的提升能源的利用率。换热器因为结构的不同分为了很多类,下面就一起来了解一下换热器有哪几种结构的分类吧。

  喷淋式: 这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上,热流体在管内流动,冷却水 从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多.另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。

  套管式换热器套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内,另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大.另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流,对数平均推动力较大。套管换热器结构相对比较简单,能承受高压,应用亦方便(可根据自身的需求增减管段数目). 特别是由于套管换热器同时具备传热系数大,传热推动力大及可承受高压强的优点。

  板式: 最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。整体的结构由换热板片以及板间的胶条组成。长期在市场占据主导地位,但是其体积大,换热效率低,更换胶条价格昂贵(胶条的更换费用大约占整一个完整的过程的1/3-1/2)。

  主要应用于液体-液体之间的换热,行业内常称为水水换热,其换热效率在5000w/m2.K。为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装少数的横向折流档板。折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。常用的档板有圆缺形和圆盘形两种,前者应用更广泛。由于中国新版GMP的推出,板式换热将逐渐退出食品,饮料,制药等卫生级别高的行业。

  管壳式: 管壳式(又称列管式) 换热器是管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分所组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束或者螺旋管,管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程;一种在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。管子的型号不一,过程一般为直径16mm 20mm或者25mm三个型号,管壁厚度一般为1mm,1.5mm,2mm以及2.5mm。进口换热器,直径最低可以到8mm,壁厚仅为0.6mm。大幅度的提升了换热效率,2012年来也在国内市场逐渐推广开来。管壳式换热器,螺旋管束设计,可以最大限度的增加湍流效果,加大换热效率。

  内部壳层和管层的不对称设计,最大能够达到4.6倍。这种不对称设计,决定其在汽-水换热领域的广泛应用。最大换热效率能够达到14000w/m2.k,大幅度的提升生产效率,节省本金。同时,由于管壳式换热器多为金属结构,随着中国新版GMP的推出,不锈钢316L为主体的换热器,将成为饮料,食品,以及制药行业的必选。

  混合式热交换器是依靠冷、热流体非间接接触而进行传热的,这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好,就有较大的传热速率。故凡允许流体相互混合的场合,都能够使用混合式热交换器,例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程及其它许多生产部门中。

  蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。内装固体填充物,用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子(有时用金属波形带等)。换热分两个阶段进行。第一阶段,热气体通过火格子,将热量传给火格子而贮蓄起来。第二阶段,冷气体通过火格子,接受火格子所储蓄的热量而被加热。这两个阶段交替进行。通常用两个蓄热器交替使用,即当热气体进入一器时,冷气体进入另一器。常用于冶金工业,如炼钢平炉的蓄热室。也用于化学工业,如煤气炉中的空气预热器或燃烧室,人造石油厂中的蓄热式裂化炉。蓄热式换热器通常用于对介质混合要求比较低的场合。

  陶瓷换热器是一种新型的列管式高温热能回收装置,主要成份为碳化硅,可以大范围的使用在冶金、机械、建材、化工等行业,直接回收各种工业窑炉排放的850-1400℃高温烟气余热,以获得高温助燃空气或工艺气体。陶瓷换热器的生产的基本工艺与窑具的生产的基本工艺基本相同,导热性与抗氧化性能是材料的主要应用性能。

  它的原理是把陶瓷换热器放置在烟道出口较近,温度较高的地方,不需要掺冷风及高温保护,当窑炉温度1250-1450℃时,烟道出口的温度应是1000-1300℃,陶瓷换热器回收余热可达到450-750℃,将回收到的的热空气送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧,这样直接降低生产所带来的成本,增加经济效益。陶瓷换热器在金属换热器的使用局限下得到了很好的发展,因为它较好地解决了耐腐蚀,耐高温等课题。它的主要优点是:导热性能好,高温强度高,抗氧化、抗热震性能好。寿命长,维修量小,性能可靠稳定,操作简便。

  今天为您介绍了换热器的结构分类,您了解了吗?换热器被分为间壁式结构、混合式结构、蓄热式结构、陶瓷结构,这几种结构下还被分为了很多小类,可见为了适应不一样的运行系统与行业,换热器的结构设计之多,换热器应该要依据这些设备的特点来被恰当地使用。