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3.1 关于换热器的型式
套管式换热器是用管件将两种管连接成为同心圆的套管,然后用180°的回弯管将多段套管串联而成。每一段套管称为一程,程数可增减,每程的有效长度为4~6m。该换热器由于单位长度传热面积较小,不适用于需要很大传热面积的场合。
板式换热器由一组平行排列的长方形薄金属板夹紧后组装于支架上。相邻板片的边缘衬有垫片,压紧后可起到密封的目的,且可用垫片的厚度调节两板间流体通道的大小。冷、热流体交替地在板片两侧流过,通过金属板片进行换热。该换热器处理量小,操作压强最高不超过2MPa,因受垫片耐热性能的限制,故操作温度也不能太高。
翅片式换热器的管子表面装有径向或轴向翅片,扩大管外流体的传热面积,又可增强流体的湍动,从而提高传热效果。按翅片的高度不同,可分为高翅片和低翅片两种,低翅片一般为螺纹管,适用于两流体的对流传热系数相差不太大的场合。高翅片适用于管内、外对流传热系数相差较大的场合。
列管换热器的设计始于20世纪初,是目前化工生产中应用最广泛的传热设备。其理论研究水平最高,设计标准及技术最完善,换热计算软件开发最早,是已成系列化、标准化生产的换热设备。虽然它在结构紧凑性、传热强度和单位传热面积的金属耗量方面无法与板式或板翅式换热器相比,但因其具有的易于制造、生产成本较低、选材范围广、清洗方便、适应性强、容量大、工作可靠并且能适应高温高压等众多优点,使其在石油、化工及能源等部门的换热设备中仍处于主导地位。
热管换热器由热管束、壳体和隔板构成,冷热流体被隔板隔开。其特点是通过沸腾汽化—蒸汽流动—蒸汽冷凝三步进行,由于有相态变化的对流传热系数很大,而蒸汽流动阻力又很小,因此其特别适用于低温差的传热过程。热管换热器发展还不够成熟,因而还没有得到大规模推广使用。