水壺再沸器:
優點(dian):與浮頭和U型管(guan)換熱器一樣,易于清洗(xi)和維(wei)護(hu); 可處理不潔、污垢介質(zhi),耐高溫(wen)高壓(ya)(無溫(wen)差應(ying)力(li))。
缺點:占用空間大。
用(yong)途:一般只用(yong)于(yu)再沸器。
不銹鋼板式換熱器:
其結(jie)構特點可(ke)(ke)強化傳熱(re); 采用板材制作,在(zai)規模(mo)化生產中(zhong)可(ke)(ke)降低設備成本; 其耐壓性能比管式換熱(re)器差(cha)。
螺旋板換熱器:
傳熱(re)面積大,傳熱(re)效率(lv)高,制造容易,材(cai)料(liao)利用率(lv)高,自洗(xi)不易結垢(gou),可全逆(ni)流,傳熱(re)溫差小(xiao)。
特別(bie)適(shi)用于高(gao)粘度流體(ti)的加熱或(huo)冷卻,以及含有固體(ti)顆粒的懸浮液(ye)的熱交換。
不銹鋼板式換熱器:
可(ke)以在較低的(de)流(liu)速下實現湍(tuan)流(liu),具有較高的(de)傳熱效率;
結(jie)構緊(jin)湊; 靈活運用; 易于清潔和維護;
可(ke)精(jing)確控制換熱溫度等; 密(mi)封(feng)周邊太長,不易密(mi)封(feng),泄(xie)漏的(de)可(ke)能性大; 承壓能力低;
工作溫度受(shou)墊片材(cai)料(liao)耐(nai)溫能力的(de)限(xian)制(zhi),不宜過高;
流道狹窄(zhai),易堵塞,處理量小; 流動阻力(li)大。
焊接技術要求高; 常用(yong)于加熱、冷卻、蒸發、冷凝等過(guo)程。
板翅式換熱器:
傳(chuan)熱系數比管殼(ke)式換熱器(qi)大3~10倍;
結構緊(jin)湊輕便,單位體積傳熱面(mian)積可達2500-4370m2/m3; (管殼式Φ1000×6000、347m2、74m2/m3)
單位(wei)重量的(de)換(huan)熱面積是管殼式換(huan)熱器的(de)十幾倍(bei)到幾十倍(bei); 適應性廣(guang),可用(yong)于氣-氣、氣-液(ye)、液(ye)-液(ye)換(huan)熱; 也可用(yong)于冷凝和蒸發(fa),適用(yong)于多種不同流(liu)體(ti)在同一設備中操(cao)作;
材料(liao)選擇得當,可用(yong)于(yu)0~1000K各(ge)種溫(wen)(wen)度范圍內的熱(re)交換; 鋁(lv)材料(liao)特別適用(yong)于(yu)低溫(wen)(wen)或超低溫(wen)(wen);
結構復雜、造價高、流道(dao)小、易堵塞(sai)、難清洗(xi)、難維修等(deng)。
換熱器傳熱過程強化
1.增加傳熱面積
方法:增加單位體積(ji)的(de)傳熱面(mian)積(ji),采(cai)用小直(zhi)徑、板狀(zhuang)(zhuang)傳熱面(mian),改變傳熱面(mian)形狀(zhuang)(zhuang)等;
增加對流傳熱(re)系數小的(de)一側(ce)的(de)面(mian)積,如翅(chi)片管、波紋管、翅(chi)片管等,以提(ti)高換(huan)熱(re)器的(de)傳熱(re)系數,增加單(dan)位體(ti)積的(de)傳熱(re)面(mian)積,從而達到(dao)緊(jin)湊的(de)效果。
2.提高(gao)傳熱驅動力Δtm
方法:平均溫(wen)差Δtm的大小(xiao)主要取決于兩種流體(ti)的溫(wen)度(du)條件,往(wang)往(wang)受工藝(yi)條件的限制。 然而(er),加(jia)熱劑或冷卻(que)劑的溫(wen)度(du)會因(yin)不同的選(xuan)擇而(er)有很大差異(yi)。 例如,適(shi)當提高加(jia)熱蒸汽(qi)壓(ya)力套管式換熱器(qi),降低冷卻(que)水進口溫(wen)度(du),確定(ding)合適(shi)的出口溫(wen)度(du),都可以增加(jia)Δtm。
當兩種流(liu)體(ti)之間沒有(you)相變(bian)時,可以在結(jie)構上采(cai)用逆流(liu)或接近逆流(liu)操作來(lai)增加(jia)Δtm。
3、提高傳熱系數K
方法(fa):降(jiang)低(di)污垢的熱(re)阻:加大流速沖洗管(guan)壁防(fang)止污垢沉積,或采用阻垢劑等(deng)化學機械方法(fa)抑(yi)制污垢的形成速度,并(bing)注意(yi)及(ji)時(shi)清除等(deng)措施.
提高對流(liu)傳(chuan)熱系數:特別是(shi)h較(jiao)小一側的對流(liu)傳(chuan)熱系數,主要途徑(jing)是(shi)增加(jia)湍流(liu)度,減(jian)小層流(liu)底層厚度。
具體措施是:
(1)提高(gao)流速,增(zeng)大(da)雷諾數。 如(ru)增(zeng)加管(guan)殼式換(huan)熱器的(de)管(guan)程數,在管(guan)外安(an)裝折流板(ban)等;
(2)增加(jia)流(liu)(liu)動(dong)的湍流(liu)(liu),使層(ceng)流(liu)(liu)底層(ceng)變薄。 例如,在異型管內(nei)流(liu)(liu)動(dong)或(huo)在管內(nei)加(jia)入添加(jia)劑,采用波紋(wen)或(huo)粗糙(cao)表面等,使流(liu)(liu)動(dong)方向和尺寸不斷變化等,可提高(gao)對(dui)流(liu)(liu)傳熱強(qiang)度;
(3)利用換熱入口段傳(chuan)熱強的特點,采用短管(guan)式換熱器(qi),采用機械或(huo)電氣的方(fang)法使換熱面或(huo)流體振動,采用射(she)(she)流方(fang)式使換熱面產生射(she)(she)流等。
國內外發展概況:
扭扁管換熱器:
由于管結構的(de)管側和殼側,促進了湍流流動。 該換(huan)(huan)(huan)熱器(qi)(qi)傳熱系(xi)數(shu)比(bi)現有換(huan)(huan)(huan)熱器(qi)(qi)提(ti)高40%套管式換(huan)(huan)(huan)熱器(qi)(qi),而壓降幾乎相等。
特點:改(gai)善傳熱,減(jian)少結垢,真正的逆流,無振動,節省(sheng)空間,無擋板元件,降低成本。
在有不銹鋼板式(shi)換熱器和傳統裝置的地方(fang),可以改用這種(zhong)換熱(re)器,應用前景廣闊。
常(chang)見的強化傳熱方式(shi):
水平槽管:管內流(liu)體流(liu)過(guo)橫(heng)肋時,在管壁附近形成軸向流(liu),增(zeng)加了邊(bian)界層(ceng)的擾(rao)動(dong),使邊(bian)界層(ceng)分(fen)離(li),有利于傳熱。 當游動(dong)渦流(liu)即將消失時,流(liu)體通過(guo)下一(yi)個橫(heng)環肋,因此(ci)渦流(liu)不斷產生,保持(chi)穩定的強化(hua)效果(guo)。
結(jie)垢管(guan)(guan):管(guan)(guan)內介(jie)(jie)質流(liu)動時(shi),產生收縮放(fang)大作用,增加(jia)介(jie)(jie)質的(de)湍流(liu)程度(du),提(ti)高管(guan)(guan)內介(jie)(jie)質的(de)換熱能力(li),當管(guan)(guan)內介(jie)(jie)質靠近管(guan)(guan)壁沿管(guan)(guan)軸(zhou)向流(liu)動,其方向和速度(du)在波節處發生突(tu)變,形成(cheng)局部湍流(liu),使管(guan)(guan)壁處流(liu)體底層變薄(bo),降低熱阻,提(ti)高熱阻管(guan)(guan)外介(jie)(jie)質的(de)傳輸能力(li)。
波(bo)紋(wen)管(guan)(guan):波(bo)紋(wen)管(guan)(guan)是在普(pu)通(tong)光面(mian)換熱管(guan)(guan)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),采用管(guan)(guan)內、外表面(mian)的(de)金屬通(tong)過切(qie)削、滾壓(ya)技術進行塑性變形(xing)而形(xing)成的(de),兩側帶有(you)波(bo)紋(wen)管(guan)(guan)。 波(bo)紋(wen)管(guan)(guan)擠(ji)壓(ya)有(you)加強筋,改變了管(guan)(guan)內壁滯流層的(de)流動(dong)狀態,降低(di)了流體的(de)傳熱阻力,增強了傳熱效果。