2螺旋板式换热器 INNER MONGOL IA 213 它是由两张互相平行的薄金属板, 卷制成同心的螺旋形通道。在其中为 央设置隔板将两通 焊有定距柱以维持通道间距,螺旋 板两侧焊有盖板和接管。两流体分 别在两通道内流动,通过螺旋板进 行换热,见图 分为型、Ⅱ型、Ⅲ型和G型等几 种形式,见P400图6-13 VI O ALIS8EAIN INNER MONGOL IA OLYTECHNIC UNIVERSITY POLYTECHNIC 2021年2月23日 16/120
2021年2月23日 16/120 2.螺旋板式换热器 它是由两张互相平行的薄金属板， 卷制成同心的螺旋形通道。在其中 央设置隔板将两通道隔开，两板间 焊有定距柱以维持通道间距，螺旋 板两侧焊有盖板和接管。两流体分 别在两通道内流动，通过螺旋板进 行换热，见图。 分为I型、II型、III型和G型等几 种形式，见P400图6-13
o^螺旋板换热器的特点是;/火 TECHN )总传热系数高由于流体在螺旋形通道内受到惯性离心 力的作用和定距柱的干扰,低雷诺数(Re=1400~1800)下即 LLI 传热系数大。如水对水换热过程K=20030000 (2)不易结垢和堵塞由于流速较高且在螺旋形通道中流过, 有自行冲刷作用,故流体中的悬浮物不易沉积下来。 (3)能利用低温热源由于流道长而且两流体可达到完全逆 流,因而传热温差大,能充分利用温度较低的热源 (4)结构紧凑由于板薄2~4mm,单位体积的传热面积可 达到150~500m2/m3。 1,主要缺点是操作压强不能超过2MPa,操作温度在300 400℃以下,另外因整个换热器焊为一体,一旦损坏检修困 难。螺旋板换热器直径在1.5m之内,板宽200~1200mm, 板厚2~4mm,两板间距5~25mm,可用普通钢板和不锈钢 制造,目前广泛用于化工、轻工、食品等行业。 2021年2月23日 OLYTECHNIC 17/120
2021年2月23日 17/120 螺旋板换热器的特点是： (1)总传热系数高 由于流体在螺旋形通道内受到惯性离心 力的作用和定距柱的干扰，低雷诺数(Re=1400～1800)下即 可达到湍流，允许流速大(液体为2m/s，气体为20m/s)，故 传热系数大。如水对水换热过程K=2000～3000W/m2·K。 (2)不易结垢和堵塞 由于流速较高且在螺旋形通道中流过， 有自行冲刷作用，故流体中的悬浮物不易沉积下来。 (3)能利用低温热源 由于流道长而且两流体可达到完全逆 流，因而传热温差大，能充分利用温度较低的热源。 (4)结构紧凑 由于板薄2～4mm，单位体积的传热面积可 达到150～500m2 /m3 。 主要缺点是操作压强不能超过2MPa，操作温度在300～ 400℃以下，另外因整个换热器焊为一体，一旦损坏检修困 难。螺旋板换热器直径在1.5m之内，板宽200～1200mm， 板厚2～4mm，两板间距5～25mm，可用普通钢板和不锈钢 制造，目前广泛用于化工、轻工、食品等行业
03.板翅式换热器 板翅式换热器的结构型式很多, 但是基本结构是由平行隔板和各 种型式的翅片构成的板束组装而 成,如图示。N 在两块平行薄金属之间,夹入波纹状或其它形状的翅片,两 边以侧条密封,即组成为一个换热单元体。将各单元体进行 错流的板束(或称蕊部)。然后再将带有流体进出口接管的集流 箱焊在板束上,即成为板翅式换热器。常用的翅片为光直型 锯齿型和多孔型三种型式 板翅式换热器一般用铝合金制造,结构紧凑、轻巧,单位体 积传热面积可达到2500~4000mm3,传热系数高,空气的对 流传热系数可达到350Wm2K,承压可达5MPa。但容易堵塞, 清洗困难,不易检修,适用于清洁和无腐蚀性流体的换热 现已在石油化工、气体分离等工业中得到应用 2021年2月23日 OLYTECHNIC 18/120
2021年2月23日 18/120 3. 板翅式换热器的结构型式很多， 但是基本结构是由平行隔板和各 种型式的翅片构成的板束组装而 成，如图示。 在两块平行薄金属之间，夹入波纹状或其它形状的翅片，两 边以侧条密封，即组成为一个换热单元体。将各单元体进行 不同的叠积和适当的排列，并用钎焊固定，成为并流、逆流、 错流的板束(或称蕊部)。然后再将带有流体进出口接管的集流 箱焊在板束上，即成为板翅式换热器。常用的翅片为光直型、 锯齿型和多孔型三种型式。 板翅式换热器一般用铝合金制造，结构紧凑、轻巧，单位体 积传热面积可达到2500～4000m2 /m3 ，传热系数高，空气的对 流传热系数可达到350W/m2·K，承压可达5MPa。但容易堵塞， 清洗困难，不易检修，适用于清洁和无腐蚀性流体的换热。 现已在石油化工、气体分离等工业中得到应用
TECHN 62换热器的传热计算 化工原理中所涉及的传热计算分两类: √设计计算:根据生产过程要求的传热量和其它工艺条件,确定换热 器的传热面积,进而设计或选用合适的换热器 两者计算的依据:热量衡算方程和传热速率方程。 SITY POLYTECHNIC UN ∽操作计算:对给定的换热器计算其在一定操作条件下的传热量、流 体的流量、温度或某项参数变化时对其传热能力的影响等。 6211总传热速率方程的微分形式NCUN旧 621总传热速率方程 R 通过换热器中任一微元面积dS的间壁两侧流体的传热速率方程,可 仿照对流传热速率方程写出 即 01式中:dQK(TdS=K△tdS 局部总传热系数,W(m2.℃) T一换热器任一截面上热流体的平均温度,℃ t一换热器任一截面上冷流体的平均温度,℃ 上式为总传热速率微分方程式,也是总传热系数的定义式 2021年2月23日 OLYTECHNIC UNIVE 19/120
2021年2月23日 19/120 6.2 换热器的传热计算 化工原理中所涉及的传热计算分两类： ✓ 设计计算：根据生产过程要求的传热量和其它工艺条件，确定换热 器的传热面积，进而设计或选用合适的换热器； ✓ 操作计算：对给定的换热器计算其在一定操作条件下的传热量、流 体的流量、温度或某项参数变化时对其传热能力的影响等。 两者计算的依据：热量衡算方程和传热速率方程。 6.2.1 总传热速率方程 6.2.1.1 总传热速率方程的微分形式 通过换热器中任一微元面积dS的间壁两侧流体的传热速率方程，可 仿照对流传热速率方程写出，即： dQ=K(T-t)dS=KΔtdS 式中：K－局部总传热系数，W/(m2 .℃) T－换热器任一截面上热流体的平均温度，℃ t－换热器任一截面上冷流体的平均温度，℃ 上式为总传热速率微分方程式，也是总传热系数的定义式
〖说明〗 TECHN 1K的物理意义 自△t=1℃时,K=dQdS NER MONGOLIA 物理意义:冷热流体温度差为1℃时,单位面积单位时间内导入(或导 出)的热量,J 或:总传热系数在数值上等于单位温度差下的总传热通量。c 总传热系数倒数1/K代表间壁两侧流体传热的总热阻 POLYTECH 2K的倒数的含义 所选传热面积不同,K的数值也不同:( IC UNIVE 3K须和所选择的传热面积相对应R dQ=k(t-tdsiKo(T-t)dSo=Km(T-t)ds ∴dQ、(T-t)与选择的基准面积无关 KdS.πddLd Y ISNEAIN o d dL OLYTECHNIC UNIVERSITY POLYTECHNIC k ds d INNER MONGOL IA k ds. d NER MCNGOL IA 2021年2月23日 20/120
2021年2月23日 20/120 〖说明〗 1.K的物理意义 当Δt=1℃时，K=dQ/dS 物理意义：冷热流体温度差为1℃时，单位面积单位时间内导入(或导 出)的热量，J 或：总传热系数在数值上等于单位温度差下的总传热通量。 2.K的倒数的含义 总传热系数倒数1/K代表间壁两侧流体传热的总热阻。 3.K须和所选择的传热面积相对应 所选传热面积不同，K的数值也不同： dQ=Ki (T-t)dSi=Ko (T-t)dSo=Km(T-t)dSm ∵dQ、(T-t)与选择的基准面积无关 o m o m m o o i o i o i i o d d dS dS K K d d d dL d dL dS dS K K = = = = =