螺旋板式换热器,它是由两条平行的长板卷成螺旋状,在相邻交错的端面焊接而形成流道,由于通道本身呈螺旋形,可以进行二次环流,所以在层流条件下可以获得较大传热系数,并且不容易结垢。第三种类型是板片式换热器,它的结构是将焊在一起的流道纵向装在壳体内构成,由于流道安装了密封垫,这些板片能承受较大的内压,板片容易拆卸,方便清洗和检查。3、进行必要的科学计算,根据已知知识求出列管式换热器需要的传热系数,同时计算传热面积,确定换热器的结构参数,比如管子的长度、直径和数量。
套管式换热器,结构:由不同直径组成的同心套管,可将几段套管用U 形管连接,增加传热面积;在对该换热设备更换或者进行化学清洗之后,垢层热阻显著降低,值有明显提高,如101-C更换新管束及化学清洗后、102-C更换新管束及化学清洗后。冷热流体可以逆流或并流。优点:结构简单,能耐高压,传热系数较大,能保持完全逆流使平均对数温差zui大,可增减管段数量应用方便。缺点:结构不紧凑,金属消耗量大,接头多而易漏,占地较大。
在碳化硅换热器大量应用之前,国内外在避免工业热能浪费,大量回收热能大多采用的方法是使用一些金属的换热器,或者是切换式的蓄热器。可是这些设备的占空间面积很大,而且效率也不是很高。这种窘境直到我国在八十年代时研制的碳化硅换热器的面世。
这种换热器一般采用的材料是碳化硅陶瓷,在换热过程当中具有较高温度的烟气集中在管外,而被加热了的空气则集中在管内,两者是呈现错流分布的。一般碳化硅换热器是能够承受的助一千五百多摄氏度的高温的,所以一些具有较高温度的烟气也可以直接进到换热器当中实现换热,碳化硅材料可以较好的利用高温度烟气当中的辐射热量和火焰中的辐射热量进行传热活动。换热器在使用过程中,其总热阻是各项分热阻的叠加,所以要改变传热系数就必须分析传热过程的每一项分热阻。
换热器在余热回收和热力系统中是广泛使用的设备,为了获得zui佳经济效益,就要牵涉到换热器优化设计。利用换热器虽然可以回收热能,但增加***和运行费用,对换热器的优化设计目前还没有统一的、大家所公认的zui好方法,较多的作法是采用前述的效率一传热单元数(E-NTU)法。 换热器介质的温度取决于工艺条件,尽管我们希望传热温压较大而提高传热强度,但介质温度过高或过低都可能出现结垢、沉淀、结晶等现象,反而使传热恶化。同时介质温度的选择对壁面材料的选用及热补偿要求都有影响,一味追求率经济上并不合算,为此可参考如下数据。2、结构紧凑:板式换热器板片紧密排列,与其他换热器类型相比,板式换热器的占地面积和占用空间较少,面积相同换热量的板式换热器仅为管壳式换热器的1/5。
影响换热器结垢的因素有很多,如流体速度、流体流动状态、流体组分的组成和含量以及换热器的结构等都对污垢的形成有一定的影响,从应用角度考虑,我们只有找出主要因素才能使结垢问题得到有效解决。对于某1流体而言,影响换热器结垢的主要因素有以下几个方面: (1)流体的流动速度:在换热器中,流速对污垢的影响应该同时考虑其对污垢沉积和污垢剥蚀的影响,对于各类污垢,由于流速增大引起剥蚀率的增大较污垢沉积的速率更为显著,所以污垢增长率随着流速的增大而减小。但是在换热器的实际运行中,流速的增加将增大能耗,所以,流速也不是越高越好,应就能耗和污垢两个方面来综合考虑。 (2)传热壁面的温度:温度对于化学反应结垢和盐类析晶结垢有着重要的作用,流体温度的增加一般会导致化学反应速度和结晶速度的增大,从而对污垢的沉积量产生影响,导致污垢增长率升高。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。
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