问:通过实验,对传热过程和间壁式换热器有哪些认识?
- 答:一、间壁式换热器及其传热过程
简化假设:
1. 冷热流体主体内扰动程度剧烈,主体温度T、t恒定;
2. 传热热阻主要集中在厚度δt1和δt2的有效膜内;
3. 固体间壁符合单层理想薄壁假设。
流体的流向:
1. 并流;冷热同流;
2. 逆流;冷热相反;
3. 错流;冷热交叉;
4. 折流。U型转折流动;
二、换热器的热负荷及热量衡算方程式:
热负荷:
定义:单位时间冷热流体间交换的热量,单位W、kW。
计算:比热法、热焓法。
热量衡算方程式:
当冷热流体均不发生相变时:
三、总传热系数K
综合反映传热设备性能、流动状况和流体物性的影响。
物理意义:K=Q/A*△tm
表征间壁两侧流体传热腊桐弯过程的强弱程度。
K=f(流体物性、操作条件、换热器本身特性等)
传热系数K的确定方法:
1. 选用经验数据;
2. 实验测定;
3. 由对流传热系数计算得到。
污垢热阻:
流体中的可沉积物在换热表面上生成的垢层,或换热面被流体腐蚀而形成的垢层。
垢层产生附加热阻,使K减少,传热速率显著下降。
因垢层λ很轮闷小,即使厚度不大,热阻也很大,往轮御往会成为主要热阻,必须给予足够重视。
问:你知道哪些关于间壁式换热器的知识?
- 答:换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体,使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备,又称热交换器。换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域,随着节能技术的飞速发展,换热器的种类越来越多。
安装键巧换热器的基础必须满足以使换热器不发生下沉,或使管道把过大的变形传到传热器的接管上。基础一般分为两种:一种为砖砌的鞍形基础,换热器上没有鞍式支座而直接放在鞍形基础上,换热器与基础不加固定,可以随着热膨胀的需要自由移动。另一种为混凝土基础,换热器通过鞍式支座由地脚螺栓将其与基础牢固的连接起来。在安装换热器之前应严格的进行基础质量的检查和验收工作,主要项目如下:基础表面概况轿郑;基础标高,平面位置,形闭亮颂状和主要尺寸以及预留孔是否符合实际要求;地脚螺栓的位置是否正确,螺纹情况是否良好,螺帽和垫圈是否齐全;放置垫铁的基础表面是否平整等。基础验收完毕后,在安装换热器之前在基础上放垫铁,安放垫铁处的基础表面必须铲平,使两者能很好的接触。垫铁厚度可以调整,使换热器能达到设计的水平高度。垫铁放置后可增加换热器在基础上的稳定性,并将其重量通过垫铁均匀地传递到基础上去。垫铁可分为平垫铁、斜垫铁和开口垫铁。其中,斜垫铁必须成对使用。地脚螺栓两侧均应有垫铁,垫铁的安装不应妨碍换热器的热膨胀。 - 答:隔离设备系统,并将换热器里面的水排放干净。采用高压水清洗管道内存留的淤泥、藻类等杂质后,封闭系统。在隔离阀和交换器间装上球阀(不小于1英寸=2.54厘米),进水颂闭和回水口都应安装。接上输送泵和连接导管,使清洗剂从换热器的底部泵入,从顶部流出。开始向凝汽器里泵入所需要的清洗搭樱简剂(比例可根据具体情况调整)。反复循环清洗到推荐的清洗时间。随着循环的进展和沉积物的溶解,反应时产生的气体也会增多,应随时通过放气阀将多余的空气排出。随着空气的排出,换热器内的空间会增大,可加入适当的水,不要一开始就注入大量的水,可能会造成水的溢出。循知裤环中要定时检查清洗剂的有效性,可以使用PH试纸测定。如果溶液保持在PH值2‐3时,那么清洗剂仍然有效。如果清洗剂的PH值达到5‐6时。
- 答:换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通尺森用设备,在生产中占有重要地位。是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。在化工生产中换兄困碧热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。在三羡举类换热器中,间壁式换热器应用最多。间壁式换热器的特点是冷,热两流体被一层固体壁面(管或板)隔开,不相混合,通过间壁进行热交换。
问:间壁式换热器有什么优点?
- 答:换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
换热器的应用广泛,日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等,都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的热交换器。
由于制造工艺和科学水平的限制,早期的换热器只能采用简单的结构,而且传热面积小、体积大和笨重,如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展,逐步形成一种管壳式换热器,它不仅单位体积具有较大的传热面积,而且传棚皮坦热效果也较好,长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。 二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的链桐换热问题,人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一握慧步完善,从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自60年代开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。 - 答:板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过半片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占 地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换 热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上。 管壳式(又称列管式) 换热器是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庆旁热器中占据主导地位。管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束,管束两端固定于管板上铅差消。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。为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速槐知度,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,前者应用更为广泛.。流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均分隔成若干组。这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间,称多壳程。在管壳式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。如两者温差很大, 换热器内部将出现很大的热应力,可能使管子弯曲,断裂或从管板上松脱。因此,当管束和壳体温度差超过50℃时,应采取适当的温差补偿措施,消除或减小热应力。