换热器管 关于换热器，还有很多你不知道的细节！

热交换器的定义

热交换器是将一部分热量从热流体传递到冷流体的装置，即水或其他介质填充在一个大的封闭容器中，管道穿过该容器。让热水流过管子。

由于管道中的热水和容器中的冷热水之间的温差，会形成热交换，也就是初中时的物理热平衡。高温物体的热量总是传递给低温物体，从而将管道中水的热量传递给容器中的冷水。热交换器也称为热交换器。

换热器的分类和结构

热交换器可分为:

冷却器、冷凝器、加热器、热交换器、再沸器、蒸汽发生器、废热锅炉。

根据换热方式可分为:

直接接触式换热器、蓄热式换热器和分区式换热器。

下面主要介绍按传热方式分类的换热器:

1)直接接触式热交换器

直接接触式换热器依靠冷热流体之间的直接接触进行传热。这种传热方式避免了传热隔板及其两侧的污垢热阻。只要流体之间接触良好，就会有较大的传热速率。

因此，只要允许流体相互混合，就可以使用混合换热器，如气体洗涤和冷却、循环水冷却、汽水混合加热、蒸汽冷凝等。广泛应用于化工冶金企业、电力工程、空燃气空调工程等诸多生产部门。

常用的混合换热器包括冷却塔、气体洗涤器、喷射换热器和混合冷凝器。

2)再生换热器

蓄热式换热器是一种蓄热式换热装置。内置固体填充物，用于储存热量。

一般来说，防火格子是由耐火砖制成的。).

热交换分两个阶段进行。

第一阶段，热气通过火栅，将热量传递给火栅储存。

在第二阶段，冷气穿过防火栅，并通过接收储存在防火栅中的热量而被加热。

这两个阶段交替进行。通常两个蓄热器交替使用，即热气进入一个蓄热器，冷气进入另一个蓄热器。冶金行业常用，如炼钢平炉蓄热室。

也用于化工行业，如人造石油厂的煤气炉空气体预热器或燃烧室和蓄热式裂解炉。

3)分区换热器

在这种类型的热交换器中，冷流体和热流体被金属分隔开，因此这两种流体不会混合并传递热量。

在化工生产中，冷热流体往往不能直接接触，所以隔板换热器是最常用的换热器。

以下主要介绍壁式换热器的分类:

a)夹套换热器

由安装在容器外壁上的护套制成。

这种换热器是在容器外壁上安装一个夹套制成的，结构简单；但受热面受容器壁的限制，传热系数不高。

为了提高传热系数，使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。

当没有相变的冷却水或加热剂引入夹套时，也可以在夹套中设置螺旋挡板或其他增加湍流的措施，以提高夹套一侧的供热系数。

为了补充传热面的不足，还可以在水壶内部安装一个盘管。

夹套换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。

b)盘管换热器

盘管换热器分为浸没式盘管换热器和喷淋式盘管换热器。

浸没式盘管换热器如图所示

蛇通常用金属管缠绕成各种适合容器的形状，并浸入容器中的液体中。

其优点是结构简单，耐压高，材料耐腐蚀。

缺点:容器内液体湍流度低，管外传热系数小。

喷淋盘管换热器如图所示

将换热管成排固定在钢架上。

热流体在管道中流动，冷却水均匀地滴落在设备上。

优点:热流体在管道中流动，冷却水均匀地滴落在设备上。传热系数大，喷淋式换热器的传热效果优于浸没式盘管换热器。

但要放在露天，占地面积大，水容易溅到周围环境，使用不方便。

c)双管换热器

双管换热器是由不同直径的直管组成的同心管，用U型弯头连接。

因为管内外流体流速较高。冷热流体可以进行纯逆流，因此传热系数大，传热效果好。常用的水伴热是简单的双管换热器。

d)管壳式换热器

管壳式换热器是最典型的壁面换热器，有着悠久的工业应用历史，在所有换热器中仍占主导地位。

管壳式换热器主要由壳体、管束、管板和封头等组成。壳体多为圆形，内部安装有平行的管束，管束两端固定在管板上。

在管壳式换热器中进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种管外流动，其行程称为壳程。管束壁是传热面。

为了提高管外流体的传热系数，通常在壳体内安装一定数量的横向挡板。

挡板不仅可以防止流体短路，增加流体速度，还可以迫使流体按照规定的路径多次穿越管束，大大增加湍流度。常用的挡板有两种:圆形和圆盘形。前者应用广泛。

每一次流体通过管内的管束都叫管程，每一次流体通过壳体都叫壳程。

为了提高管道中流体的速度，可以在两端的端头设置适当的挡板，将所有的管道均匀地分成几组。

通过这种方式，流体可以一次只通过一部分管道来回几次到达管束，这就是所谓的多管程。

同样，为了增加管外速度，可以在壳体内安装纵向挡板，使流体多次通过壳体空，称为多壳程。

在管壳式换热器中，由于管内外流体温度不同，管壳式管束的温度也不同。如果它们之间的温差很大，换热器中就会产生很大的热应力，这可能导致管子弯曲、断裂或从管板上松开。

因此，当管束与壳体的温差超过50℃时，应采取适当的温差补偿措施，以消除或减少热应力。

补偿方法:

壳体上附着膨胀环或采用U型管换热器和浮头换热器。

固定管板换热器

当冷热流体温差不大时，可采用固定管板换热器。

它结构简单，成本低，但清洗困难，不适合易结垢、温差大的流体。

如果温差不大，可以使用带补偿环的固定管板换热器。

下图为带补偿环的固定管板换热器。

活动管板换热器

如上图所示，浮头式换热器，其两端管板的一端可以沿轴向自由浮动，从而消除热应力。

并且整个管束可以从壳体中抽出，便于清洗和维护。

但是结构复杂，成本高。这种换热器在工业上普遍使用。

u形管热交换器

上图为U型管换热器，每根换热管弯成U型，进口和出口安装在同一管板两侧，封头由隔板分隔成两个腔室。每根管子都可以自由伸缩，不考虑外壳。

从而消除热应力，其结构比浮头式换热器简单。

但是管程不容易清洗，所以局限性很大，只适合清洗流体。

e)板式换热器

板式换热器由一组矩形薄金属传热板组成，通过框架夹紧装配在支架上。

相邻两块板的边缘衬有垫片，并且在板的四个角形成圆孔以形成流体通道。

板式换热器与管壳式换热器的区别；

A.高传热系数

由于不同的波纹板倒置形成复杂的流道，流体在波纹板之间的流道中三维旋转流动，在较低的雷诺数下可以产生湍流，因此传热系数较高，一般认为是管壳式的3~5倍。

B.对数平均温差大，终端温差小

在管壳式换热器中，两种流体分别在管侧和壳侧流动，一般为横流，对数平均温差修正系数较小，而板式换热器多为并联或逆流方式流动，其修正系数通常在0.95左右。此外，板式换热器中冷热流体的流动与换热面平行，没有侧流，因此板式换热器的端部温差小，对水的传热可低于1℃，而管壳式换热器一般为

C.占地面积小

板式换热器结构紧凑，单位体积换热面积是管壳式换热器的2~5倍。与管壳式换热器不同，拔出管束不需要预留维修场所，可以实现同样的换热。板式换热器约占管壳式换热器的1/5~1/8。

D.易于改变换热面积或工艺组合

只要增加或减少几块板，就可以达到增加或减少换热面积的目的；改变板的排列或更换几块板可以达到所需的工艺组合并适应新的换热条件，但管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加

E.轻量

板式换热器的板厚只有0.4~0.8mm，而管壳式换热器的管厚为2.0 ~ 2.5 mm，管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳重量的1/5左右。

F.低价

使用同样的材料，同样的换热面积，板式换热器的价格比管壳式换热器低40%~60%左右。

G.方便制造

板式换热器的传热板是冲压的，标准化程度高，可以批量生产。管壳式换热器通常是手工制造的。

H.易于清洁

只要松开压紧螺栓，就可以松开板束，取下板进行机械清洗，对于需要经常清洗设备的换热过程非常方便。

一、热量损失小

板式换热器的传热板只有外壳板暴露在大气中，散热损失可以忽略不计，不需要采取隔热措施。然而，管壳式换热器由于热损失大，需要隔热。

J.小容量

是管壳式换热器的10%~20%。一、单位长度的压力损失比传统光管大，因为传热面之间的间隙小，传热面不均匀。

K.不容易规模化

由于内部充满湍流，不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10.k。工作压力和介质温度不宜过高，可能导致泄漏。板式换热器用垫片密封，工作压力一般不应超过2.5兆帕，介质温度应在250℃以下，否则可能泄漏。

长度容易堵塞

由于板间通道很窄，一般只有2~5mm，当换热介质含有大颗粒或纤维状物质时，容易堵塞板间通道。

换热器模型的识别