热管的工作原理是什么( 六 )


(5)釜式换热器
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釜式换热器结构特点是在壳体上部设置适当的蒸发空间,同时兼有蒸汽室的作用 。管束可以为固定管板式、浮头式或 U 型管式 。釜式换热器清洗维修方便,可处理不清洁、易结垢的介质,并能承受高温、高压 。它适用于液-汽式换热,可作为最简结构的废热锅炉 。
管壳式换热器除上述五种外,还有插管式换热器、滑动管板式换热器等其它
类型 。
蛇管式换热器是管式换热器中结构最简单,操作最方便的一种换热设备 。通常按照换热方式不同,将蛇管式换热器分为沉浸式和喷淋式两类 。
(1)沉浸式蛇管换热器此种换热器多以金属管弯绕而成,制成适应容器的形状,沉浸在容器内的液体中 。两种流体分别在管内、管外进行换热 。几种常用的蛇管形状 。
沉浸式蛇管换热器的优点是结构简单、价格低廉、便于防腐蚀、能承受高压 。其缺点是由于容器的体积较蛇管的体积大得多,管外流体的传热膜系数较小,故常需加搅拌装置,以提高其传热效率 。
(2)喷淋式蛇管换热器,此种换热器多用于冷却管内的热流体 。固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上,热流体自下部的管进入,由上部的管流出 。冷却水由管上方的喷淋装置中均匀地喷洒在上层蛇管上,并沿着管外表面淋沥而下,降至下层蛇管表面,最后收集在排管的底盘中 。该装置通常放在室外空气流通处,冷却水在空气中气化时,可带走部分热量,以提高冷却效果 。
与沉浸式蛇管换热器相比,喷淋式蛇管换热器具有检修清理方便,传热效果好等优点 。其缺点是体积庞大,占地面积大;冷却水量较大,喷淋不易均匀 。蛇管换热器因其结构简单、操作方便、常被用于制冷装置和小型制冷机组中 。
3.套管式换热器
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套管式换热器是由两种不同直径的直管套在一起组成同心套管,其内管用U型肘管顺次连接,外管与外管互相连接而成的,其构造如图片4-43所示 。每一段套管称为一程,程数可根据传热面积要求而增减 。换热时一种流体走内管,另一种流体走环隙,内管的壁面为传热面 。
套管式换热器的优点是结构简单;能耐高压;传热面积可根据需要增减;适当地选择管内、外径,可使流体的流速增大,且两种流体呈逆流流动,有利于传热 。其缺点是单位传热面积的金属耗量大;管子接头多,检修清洗不方便 。此类换热器适用于高温、高压及小流量流体间的换热 。
(二)板式换热器的结构形式
1.平板式换热器
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平板式换热器简称板式换热器,其结构如图片4-46所示 。它是由一组长方形的薄金属板平行排列,夹紧组装于支架上面构成 。两相邻板片的边缘衬有垫片,压紧后板间形成密封的流体通道,且可用垫片的厚度调节通道的大小 。每块板的四个角上,各开一个圆孔,其中有两个圆孔和板面上的流道相通,另两个圆孔则不相通 。它们的位置在相邻板上是错开的,以分别形成两流体的通道 。冷、热流体交替地在板片两侧流动,通过金属板片进行换热 。
板片是板式换热器的核心部件 。为使流体均匀流过板面,增加传热面积,并促使流体的湍动,常将板面冲压成凹凸的波纹状,波纹形状有几十种,常用的波纹形状有水平波纹、人字形波纹和圆弧形波纹等 。
板式换热器的优点是结构紧凑,单位体积设备所提供的换热面积大;组装灵活,可根据需要增减板数以调节传热
板式换热器的优点是结构紧凑,单位体积设备所提供的换热面积大;组装灵活,可根据需要增减板数以调节传热面积;板面波纹使截面变化复杂,流体的扰动作用增强,具有较高的传热效率;拆装方便,有利于维修和清洗 。其缺点是处理量小;操作压力和温度受密封垫片材料性能限制而不宜过高 。板式换热器适用于经常需要清洗、工作环境要求十分紧凑,工作压力在2.5 MPa以下,温度在 -35℃~200℃场合 。
2.螺旋板式换热器
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螺旋板式换热器如图片4-48所示,它是由两张间隔一定的平行薄金属板卷制而成的 。两张薄金属板形成两个同心的螺旋型通道,两板之间焊有定距柱以维持通道间距,在螺旋板两侧焊有盖板 。冷、热流体分别通过两条通道,通过薄板进行换热 。
螺旋板式换热器的优点是螺旋通道中的流体由于惯性离心力的作用和定距柱的干扰,在较低雷诺数下即达到湍流,并且允许选用较高的流速,故传热系数大;由于流速较高,又有惯性离心力的作用,流体中悬浮物不易沉积下来,故螺旋板式换热器不易结垢和堵塞;由于流体的流程长和两流体可进行完全逆流,故可在较小的温差下操作,能充分利用低温热源;结构紧凑,单位体积的传热面积约为管壳式换热器的3倍 。其缺点是:操作温度和压力不宜太高,目前最高操作压力为2MPa,温度在400℃以下;因整个换热器为卷制而成,一旦发现泄漏,维修很困难 。