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基于HTRI的换热器优化设计(2)

时间:2021-08-03 21:03来源:毕业论文
换热器中,至少有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一 种流体温度则较低,吸收热量。在实际中有时也会存在两种以上的流体参加

换热器中,至少有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一 种流体温度则较低,吸收热量。在实际中有时也会存在两种以上的流体参加换热, 但它的基本原理与前一种情况没有本质上的区别。

在石油、化工、制冷、食品、动力等行业中广泛使用各种换热器,且换热器是 上述这些行业的通用设备,占有十分重要的地位。我国工业不断发展,对能源利用、 开发和节约的要求不断提高,所以对换热器的要求也逐渐加强。换热器的设计制造 结构改进以及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。

1.2.2 换热器分类

换热器作为传热设备广泛用于能耗量大的领域。随着节能技术的迅猛发展,换热器

的种类越来越多。适用于不同温度、不同压力、不同介质、不同工况的换热器,构造款 型也不同,下面是换热器的具体分类 [2-7]:

1、按传热原理对换热器进行分类:

1)间壁式换热器 温度有差异的两种流体在壁面分开的空间里流动,通过流体在壁表面的对流和壁面

的导热,两种流体之间进行换热。所以又称它为表面式换热器,这种换热器应用最广。 间壁式换热器根据传热面结构的不同可分为管式、板面式和其他型式。

2)流体连接间接式换热器 两个表面式换热器里面循环的热载体连接起来形成的换热器,高温流体和低温流体

之间有热载体在循环,高温流体接受热量,然后在低温流体换热器中把热量释放给低温 流体。这种换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。

3)混合式换热器 混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器,又

称接触式换热器。由于两种流体混合换热后必须要及时分离,这类换热器适合于气、 液两种流体之间的换热。例如,冷水塔、气体冷凝器等。

4)蓄热式换热器 由固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,首先热介质通过加

热固体物质达到一定温度后,然后冷介质通过固体物质被加热,最终达到热量传递的目 的。蓄热式换热器有阀门切换式、旋转式等。

2、按用途对换热器进行分类:

1)加热器 加热流体到一定的温度,不改变加热流体的相。 2)预热器 加热流体,为后面工序的操作提供正确的工艺参数。 3)过热器 加热流体,把流体(蒸汽或工艺气)加热到过热的状态。 4)蒸发器文献综述

把流体加热到沸点以上温度,使流体蒸发,发生相的变化。

5)冷却器 冷却流体到一定的温度,不改变冷却流体的相。

3、列管式换热器分类 列管式换热器又称为管壳式换热器,是最典型的间壁式换热器。

列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管 板、换热管、封头、折流挡板等组成。

优点:单位体积设备所能提供的传热面积大,传热效果好,结构稳固,可选用的结 构材料范围宽广,操作弹性大,大型装置中普遍采用。

结构:壳体、管束、管板、折流挡板和封头。 一种流体在管内流动,其行程称为管 程;另一种流体在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。

列管式换热器,按结构分为单管程、双管程和多管程,传热面积1~500m2,可以根 据用户需要定制,按材质分为碳钢列管式换热器,不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢 混合列管式换热器三种,按形式分为浮头式、固定管板式、U 型管式换热器,。在进行换 热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管内流动,从封头另一端的出口管流出,这 称之管程;另一种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程。 列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温差补偿结构来分,主要有以下几种: 基于HTRI的换热器优化设计(2):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_79538.html

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