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换热器类型及工作原理

更新时间:18/03/27 11:43:03   分    享:
     换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部门,如氨合成塔内的热交换器。换热器的工作原理简单,就是通过热传导,将一边物体的热量传递给另一边的物体。但是根据换热器种类的不同具体的工作原理和使用方法也不同,比如空气换热器是主要用于干燥系统中空气加热,它是热风装置中的主要设备。
    换热器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。
    混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器,又称接触式换热器。因为两流体混合换热后必需及时分离,这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。例如,化工厂和发电厂所用的凉水塔中,热水由上往下喷淋,而冷空气自下而上吸入,在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面,热水和冷空气相互接触进行换热,热水被冷却,冷空气被加热,然后依赖两流体本身的密度差得以及时分离。
    蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面,从而进行热量交换的换热器,如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。这类换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器,多用于空气分离装置中。
    间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的换热器,因此又称表面式换热器,这类换热器应用最广。
    间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。管式换热器以管子表面作为传热面,包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等;板面式换热器以板面作为传热面,包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等;其他型式换热器是为知足某些特殊要求而设计的换热器,如刮面式换热器、转盘式换热器和空气冷却器等。
    换热器的工作原理是:换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时,入口处两流体的温差最大,并沿传热表面逐渐减小。逆流时,沿传热表面两流体的温差分布较均匀。
    在冷、热流体的进出口温度一定的条件下,当两种流体都无相变时,以逆流的平均温差大顺流小。在完成同样传热量的条件下,采用逆流可使平均温差增大,换热器的传热面积减小;若传热面积不变,采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费,后者可节省操作费,故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。
    换热器在工、农业的各领域应用十分广泛,在日常生活中传热设备也随处可见,是不可缺少的工艺设备之一。