?换热器概述
为满足某种工艺要求使热量从高温流体传递给低温流体的装置统称为换热器。按工作原理通常把换热器分为三类,即混合式、回热式和间壁式换热器。混合式换热器中,热量是依靠高、低温流体直接接触和相互混合来传递的,并且伴有流体间质量的交换。理论上,混合式换热器的换热效果较郝,换热器型号,可以达到高、低温流体以相同的温度离开换热器。
实际上不可避免地存在热量损失甚至质量损失。正是因为高、低流体需要进行混合,在应用上也会受到两种流体不能混合的限制。火电厂中喷水减温器、冷却水塔和除氧器等都属于这类换热器,回热式换热器又称为蓄热式换热器,常用于气体间的换热。高、低温气体周期性地交替通过同一刘道,流道一般由蓄热元件组成,高温气体把热量传递给蓄热元件,当低温气体通过时再获得从蓄热元件传递的热量,周而复始。
显然,该类换热器中热量传递是非稳态的。使用中要尽量避免高、低气体的直接混合。火电厂巾回转式空气预热器等属于这类,换热器,间壁式换热器生产和生活中应用较广的一类于换热器,其中高、低温流体被固体壁面隔开而互不换触·热量通过固体壁面从高温流体传递至低温流体。因此间壁式换热器的热量传递是一个基本的传热过程。如火电厂中凝汽器、油冷却器、水冷壁、过热器及回热加热器等都属于这类换热器;热管换热器是近年发展起来的一种存在相变换热的间壁式换热器;生活中居室内的暖气片等亦属于间壁式换热器。
一、换热器的概念
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是化工,石油,换热器,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热设备因其用途不同,类型繁多,性能不一,但均可归结为管壳式结构和板式结构两大类。
二、换热器的工作原理
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质,而在容器内有管道穿过。让热水从管道内流过。由于管道内热水和容器内冷热水的温度差,会形成热交换,也就是初中物理的热平衡,高温物体的热量总是向低温物体传递,这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水,换热器又称热交换器 。
混合式换热器
混合式热交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的,这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好,就有较大的传热速率。故凡允许流体相互混合的场合,都可以采用混合式热交换器,例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门中。 按照用途的不同,可将混合式热交换器分成以下几种不同的类型:
(1) 冷却塔(或称冷水塔)
在这种设备中,用自然通风或机械通风的方法,将生产中已经提高了温度的水进行冷却降温之后循环使用,以提高系统的经济效益。例如热力发电厂或核电站的循环水、合成氨生产中的冷却水等,乐山换热器,经过水冷却塔降温之后再循环使用,这种方法在实际工程中得到了广泛的使用。
(2)气体洗涤塔(或称洗涤塔)
在工业上用这种设备来洗涤气体有各种目的,例如用液体吸收气体混合物中的某些组分,除净气体中的灰尘,气体的增湿或干燥等。但其较广泛的用途是冷却气体,而冷却所用的液体以水居多。空调工程中广泛使用的喷淋室,可以认为是它的一种特殊形式。喷淋室不但可以像气体洗涤塔一样对空气进行冷却,而且还可对其进行加热处理。但是,钛换热器,它也有对水质要求高、占地面积大、水泵耗能多等缺点:所以,目前在一般建筑中,喷淋室已不常使用或仅作为加湿设备使用。但是,在以调节湿度为主要目的的纺织厂、卷烟厂等仍大量使用!
(3)喷射式热交换器
在这种设备中,使压力较高的流体由喷管喷出,形成很高的速度,低压流体被引入混合室与射流直接接触进行传热,并一同进入扩散管,在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。
(4)混合式冷凝器
这种设备一般是用
蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。内装固体填充物,用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子(有时用金属波形带等)。换热分两个阶段进行。*壹阶段,热气体通过火格子,将热量传给火格子而贮蓄起来。*二阶段,冷气体通过火格子,接受火格子所储蓄的热量而被加热。这两个阶段交替进行。通常用两个蓄热器交替使用,即当热气体进入一器时,冷气体进入另一器。常用于冶金工业,如炼钢平炉的蓄热室。也用于化学工业,如煤气炉中的空气预热器或燃烧室,人造石油厂中的蓄热式裂化炉。 蓄热式换热器一般用于对介质混合要求比较低的场合。