热管换热器
热管是由一根抽除不凝性气体的密封金属管内充以一定量的某种工作液体而成。工作液体在热端吸收热量而沸腾汽化,产生的蒸汽流至冷端冷凝放出潜热,冷凝液回至热端,再次沸腾汽化。如此反复循环,热量不断从热端传至冷端。
热管传热通过沸腾汽化、蒸汽流动和蒸汽冷凝三步进行,由于沸腾和冷凝的对流传热强度很大,两端管表面比管截面大很多,而蒸汽流动阻力损失又较小,因此热管两端温差可以很小。由于其导热能力好,非常适用于低温差传热以及某些等温性要求高的场合。
优点
结构简单,使用寿命长,工作可靠。
具有较高的导热性、良好的等温性。
冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度。
缺点
抗氧化、耐高温性能较差。
3U形管式换热器
U 形管式换热器在换热器中是适用于高温、高压和高温差的换热器。
其根管子都弯成U型,进出口分别安装在同一管板的两侧,封头用隔板分成两室。这样,每根管子可以自由伸缩。而与其他管子和壳体均无关。这种换热器结构比浮头式简单,重量轻,但管程不易清洗,只适用与洁净而不易结构的流体,比如高压气体的换热。
优点
U 形换热管的管束可以自由浮动,无须考虑温差应力,可用于大温差场合。
只有一块管板,法兰数量少,泄少、结构简单。
运行可靠,造价低。管束可以抽出,管间清洗方便。
缺点
管内清洗比较困难。
由于管子需要有一定的弯曲半径,故管板的利用率较低。
管束内层管间距大,壳程易短路。当管内流速太高时,将会对U 形弯管段产生严重的冲蚀,影响寿命。
内层管子坏了只能堵塞而不能更换,因而报废率较高。
螺旋板式换热器
螺旋板式换热器,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。
套管式换热器
以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管,每一段套管称为“一程“,程的内管(传热管)借U形肘管,而外管用短管依次连接成排,固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。
通常,热流体(A流体)由上部引入,而冷流体(B流体)则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4~7米。这种换热器传热面积达18平方米,故适用于小容量换热。
优点
结构简单,能耐高压。
传热面积可根据需要增减,应用方便。
缺点
管间接头多,易泄露。
占地面积较大,单位传热面消耗金属量大。
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