換熱器提綱總結

2022-08-04 17:00:09 字數 4664 閱讀 6572

個人總結,僅做參考

填空題10題(20分)、名詞解釋5題(5分)、簡答題6題(60分)、計算題1題(15分)

(1) 掌握熱交換器五種分類方法的具體內容;

用途:加熱器,冷卻器,冷凝器,蒸發器(4種)

製造材料:金屬,陶瓷,玻璃,石墨,塑料(5種)

溫度狀況:溫度工況穩定的換熱器,溫度工況不穩定的換熱器。(q,t是否是時間的函式)

(2) 掌握管殼式熱交換器的四種主要結構形式

固定管板式熱交換器

結構形式:管子兩端,固定在殼體兩端,的固定管板上

優:結構簡單,重量輕,程數相同時可排管束多。(3)

缺:殼程不能檢修清洗,不能完全消除熱應力影響,不能照顧到管子的相對移動。(3)

場合:不易結垢,管子殼體溫差小的工況。(2)

u型管式熱交換器:

結構形式:管子兩端固定在同一管板上,彎曲端不加固定。

優:相比於固定管板式,管子有一定伸縮餘地,有一定適應熱應力變化的能力。

缺:管子內壁汙垢清洗困難。管子難調換。u型管束中間部分對工作有不利影響。彎管曲率不同,使管板有效利用率降低。

浮頭式熱交換器

結構形式:管板一端與殼體法蘭固定連線,另一端不固定,可相對殼體滑動

優:能適應差脹變化,易於清洗,

缺:浮頭蓋與管板法蘭連線有相當大的面積,使殼體直徑增大管束與殼體間形成阻力較小的環形通道,是部分流體旁通,不參與換熱。結構複雜,金屬消耗量多。

場合:管子殼體間溫差大的工況,介質腐蝕性強,易結垢工況。

填料函式熱交換器

結構形式:一端管板固定,另一端管板可在填料函中滑動。

優:能適應差脹變化,易於清洗

缺:填料密封處易洩露。製造複雜。安裝不便。

場合:不宜用在易燃,易爆,有毒,高壓流體的工況。

管箱法蘭:固定箱體與同側的固定管板

殼體法蘭:固定殼體與同側的固定管板

防沖板:正對著流體進口的管子上方。防止流體不均勻分布和對換熱管的沖蝕。

折流板:垂直與管子布置 。為提高流速,提高傳熱效果。

拉桿、定距管:一般位於管子軸向中部防止間距太大,產生的振動,起伏。

浮頭法蘭:只有在浮頭換熱器中才有,有密封作用。

排液口放氣口:用於不能利用接管或介面進行排氣和排液的換熱器

分程隔板的位置:管箱內橫向布置。將管程分為若干個流程。

(3) 間壁式換熱器的總傳熱熱阻由哪幾項組成?從熱阻的角度考慮,理論上如何強化間壁式換熱器的傳熱?

1.汙垢熱阻 2.導熱熱阻3,流體側對流換熱熱阻

如何強化?1.使用導熱係數好的換熱材料2減小換熱壁面厚度 3定期清除汙垢。4.提高對流傳熱處換熱係數 (有很多種方法……)

(4) 了解傳熱有效度的定義和物理意義;

傳熱有效度,乙個無因次引數,一般小於1,表徵換熱器換熱能力的大小。

物理意義:實際傳熱量與最大可能傳熱量之比。

板翅式熱交換器

(5) 翅片效率的物理意義:

表示翅片的實際傳熱量和理想最大傳熱量之比。

(6) 並說明翅高、翅片導熱係數、翅片厚度和對流換熱係數對翅片效率的影響;

對流換熱係數越小,翅高越低,翅片導熱係數越大,翅片越厚——翅片效率越高

(7) 歸納翅片效率和表面效率的關係和區別;

翅片表面效率必大於翅片效率。翅片效率越高,表面效率也越大。

(8)板翅式換熱器高度和厚度的確定方法;

應用:石油化工,航天,車輛,空分,深低溫,原子能……

換熱器特點:結構緊湊,輕巧,傳熱強度高

缺:流道狹小,易堵塞,清洗困難,不易維修

翅片作用:傳導熱量,提高兩隔板之間強度。

結構形式:由隔板,翅片,封條三部分構成結構基本單元。冷熱流體在相鄰基本單元體的流道中流動,通過翅片及翅片連成的隔板進行熱交換。

翅高確定:根據翅根溫度與流體間溫差確定「定型尺寸」,再根據冷熱通道的排列方式確定翅高。

翅厚確定:一般根據流體間對流換熱係數大小來確定

(9)歸納總結板翅式熱交換器的壓力損失**,並定性說明各部分壓力損失造成的原因;

換熱器芯子入口的阻力(由導流片出口到翅片入口的流通截面變化而造成),芯子出口的阻力,(翅片出口到導流片入口的流通截面變化造成)芯子中的阻力(摩擦阻力及傳熱面形狀改變產生的阻力)

(10)了解在管殼式換熱器中,管子在管板上的常用排列方式及排列原則;

排列原則:1.保證管板有必要的強度,保證管子管板連線緊固緊密。

2.裝置盡量緊湊,以便減小管板和殼體直徑。使管外空間的流通截面減小。以便提高流速。

3.製造,安裝,修理,維護簡便。

常用排列方式:等邊三角形排列,同心圓排列,正方形排列

(11) 掌握沉浸式熱交換器、噴淋式熱交換器、套管式熱交換器和管殼式熱交換器的優缺點;

沉浸式熱交換器

優:結構簡單,製作,修理,清洗方便,由於結構簡單,所以可調節因素多。

缺:傳熱系數低,體積大

噴淋式熱交換器

優:結構簡單,易於製造,維修,清洗。傳熱效果較好。

缺:冷卻水過分少時,下部管子不能被潤濕。易發生事故。金屬消耗量較大。

場合:高壓流體,腐蝕性流體

套管式熱交換器

優:結構簡單,清洗方便,可調節負荷。

缺:流動阻力大,金屬消耗量多,體積大,所以占地面積大。

(12)按傳送熱量的形式不同,歸納熱交換器的3種型別,各自熱交換過程的特點,並能對應舉例1-2種具體的換熱器名稱;

間壁式換熱器: 兩種流體不直接接觸,熱量通過壁面進行傳遞。如鍋爐廠的省煤器,家用肋片式的暖氣裝置,空氣預熱器。

混合式換熱器:冷熱流體直接接觸進行熱交換。鍋爐廠中的冷水塔,空調工程中的噴淋室。

蓄熱式換熱器:兩種流體輪流的與壁面接觸,利用的是中間壁面的蓄熱來實現換熱。煉鐵廠的熱風爐。

(13)了解不同相態工質流體在熱交換器內平行流動過程中,對應的溫度變化趨勢圖;

畫圖: 我們需要問自己的幾個問題:1.

有幾種流體(一般同種或兩種)2.流動方向如何:順流,逆流或者其他(涉及方向) 3.

流體的熱容量相對大小(即通過單位熱量時的溫度變化敏感度)(涉及溫差大小)4.流體有無相變(涉及溫度是否有變化)。

(14)掌握低溫熱交換器的應用場合,並能針對p107頁圖2.65的小型製氧裝置的工作流程,介紹熱交換器在裝置中的作用位置及熱交換過程的工作原理。

略……(15) 掌握板式熱交換器的基本構造,傳熱板片的波紋結構形式、特點及應用場合;

基本構造:主要由傳熱板片,密封墊片,壓緊裝置以及其他附屬部件構成。在固定壓緊板上,交替地安放一張板片和乙個墊圈。然後安放活動壓緊板,旋緊壓緊螺栓即構成板式換熱器。

傳熱板片的波紋結構形式:

主要有人字形波紋板:斷面常為三角形,人字形之間夾角通常為120。安裝時相鄰兩板片相互倒置。

水平平直波紋板:斷面形狀為等腰三角形,傳熱及流體力學效能較好。

(16)了解板式熱交換器的最高工作溫度、最高工作壓力受到哪些因素的影響;

1.自身結構方面的影響 2.材料方面的影響,3.工藝方面的影響(焊接方式)

(17) 了解熱管熱交換器的三種主要應用場合,各自的工作原理;

1.電晶體散熱:通過在功率元件上布置熱管,將熱量從蒸發段傳到冷凝段,然後排出。

2.熱管空氣預熱器:用隔板隔開熱管的蒸發段與冷凝段,管道外分別通過冷熱氣體,進行換熱。

3.超音速熱管機翼:機翼前沿做蒸發段,機翼後沿做冷凝段,將機翼前沿的熱量散布到機翼後沿,達到均勻溫度的目的。

(18)掌握熱管工作過程中的幾種主要傳熱極限型別,以及容易出現傳熱極限的場合。

主要的,自認為有:粘性極限,,攜帶極限,毛細極限和連續流動極限等

根據圖3.83,工作溫度低時,熱管易達到粘性極限及聲速極限,高溫時易達到毛細極限及沸騰極限。對於高溫熱管,易達到冷凍極限,小微型熱管,易達到連續流動極限。

(19) 掌握蒸發冷卻器的工作原理

利用下部通入的空氣和水幫浦抽取的冷卻水射流,對光管內流體進行間接接觸冷卻,換熱後空氣經乾燥後由風機排除,而其餘未蒸發的水落入蓄水池迴圈使用。

(20) 按用途來分,介紹混合式熱交換器的幾種型別,並簡述工作原理。

冷卻塔:利用自然通風或機械通風,利用空氣使熱水冷卻降溫。

洗滌塔:利用液體吸收氣體混合物的某些組分。對氣體進行乾燥,增濕,淨化的過程。

噴射式熱交換器:高速高壓流體引入低壓流體直接接觸進行傳熱。進入擴散管達到同一狀態()後送給使用者。

混合式冷凝器:一般指,用水與蒸汽直接接觸使蒸汽冷凝,進行換熱。

(21) 了解蓄熱式熱交換器的幾種型別,各自蓄熱體的構成材料;

回轉型蓄熱式換熱器:轉子,風罩兩部分組成。

閥門切換型蓄熱式熱交換器:由上下迴轉風罩,傳動裝置,蓄熱體,密封裝置,煙道,風道構成。

蓄熱體顆粒移動型:熱流體室,冷流體室,流通管道。

(22) 掌握電廠中常用的冷卻塔型別,空氣的迴圈流動工作原理,主體結構主要包括哪幾部分,並簡述關鍵元件發揮的具體作用

型別:按是否直接接觸,分為乾式,濕式

主體結構包括淋水裝置,配水系統,通風筒。

空氣迴圈流動工作原理:利用塔內外空氣密度不同造成的力進行迴圈流動

關鍵元件:淋水裝置:將進塔熱水形成細小水滴,延長接觸時間,增進水氣之間熱質交換。

配水系統:將熱水均勻分配到整個淋水表面上,加大淋水裝置冷卻能力

通風筒:創造良好的空氣動力條件,避免濕熱空氣回流。

(23) 計算題, 掌握p21例1.1、p28例1.3、p67例2.1的計算方法。

思想:熱平衡能量守恆

熱平衡分析即能量守恆對數平均溫差t=(同端溫度大者與同端溫度小者之間的關係)(為壓力恆定過程中的能量變化,即焓變化)

管殼式換熱器文獻總結

煉油裝置工藝設計資料,石油化學工業部化工規劃設計院組織編寫,石油化學工業出版社 1.1.1 管子外形 管殼式換熱器的管子有光管和螺紋管兩種,當殼層流體的膜傳熱系數只有管層的1 3時,採用螺紋管是合理的,因為它能強化殼層的傳熱過程,從而提高總的傳熱效果 對於容易結垢的殼層介質,當採用螺紋管換熱器後,結...

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