精選《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a課件

第八章熱質(zhì)交換設(shè)備第一節(jié)概述

熱質(zhì)交換設(shè)備是將熱量以一定的傳熱方式從熱流體傳遞冷流體的設(shè)備，其間，可能伴隨著質(zhì)量的傳遞。熱質(zhì)交換設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。如制冷中的冷凝器、蒸發(fā)器、發(fā)生器、吸收器、中間冷卻器、冷凝蒸發(fā)器、回?zé)崞饕约袄渌?，氣體液化、分離中的精餾塔，低溫技術(shù)中的蓄熱器；電廠中鍋爐（省煤器、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、空氣預(yù)熱器）、除氧器、高低壓加熱器、凝汽器等。另外，在輕工業(yè)、紡織工業(yè)、造紙、鋼鐵、食品加工工業(yè)等，都要大量使用熱質(zhì)交換設(shè)備。換熱器的傳熱性能對(duì)裝置的經(jīng)濟(jì)性影響很大。熱交換器的種類多，下面分別討論。源償此晶芒磨棵憫叔爾蹄周燕暇慎典澳摳寞吁續(xù)謬鯨糊測(cè)晉樹舜固桿勝磷《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a1第八章熱質(zhì)交換設(shè)備

第二節(jié)表面式換熱器

在表面式換熱器中，冷、熱流體在固體壁面的兩側(cè)流動(dòng)，熱量通過(guò)壁面進(jìn)行熱傳遞。表面式換熱器又分管殼式、板式、翅片管式、板翅式、旋板式和熱管式換熱器等。一、管殼式換熱器特點(diǎn)：有圓形外殼，內(nèi)裝平行管束，管內(nèi)通道部分稱為管程，

管外面與殼體內(nèi)表面之間的通流部分稱為殼程或管間。冷、熱流體分別流過(guò)管程和殼程，通過(guò)壁面實(shí)現(xiàn)熱交換。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、選材范圍廣，清洗方便、適應(yīng)性強(qiáng)。容量大、適應(yīng)高溫、高壓能力強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。又有三種形式：與薄尊啃液峨庚鴻離壺票暴瞬睛丈歸閩匙備鞍揀城昔追匪彬閑頒望檢趴粕《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a2第二節(jié)表面式換熱器1.固定管殼式換熱器（1）結(jié)構(gòu)：圖8-1為臥式固定管殼式換熱器的示意圖，鋼制圓形外殼，兩端焊有固定管板，在管板上開有小孔一安裝傳熱管束。管孔與管束采用脹接、焊接及鋪錫焊。冷、熱流體分別在管內(nèi)和管間流動(dòng)。圖8-1所示固定管殼式換熱器是用冷卻水來(lái)冷卻石油氣、天然氣、制冷劑蒸汽。管側(cè)流程有二流程、四流程、六流程以提高冷卻水的流速。冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，原料氣在管間流動(dòng)。在外殼底部還開有排放凝結(jié)液的管接頭。為了提高原料氣的流速和改善傳熱效果，管間通常用欄板（折流板）將其分成若干室。同時(shí)也起支持作用。（2）特點(diǎn)：固定管板式換熱器集中了上述各優(yōu)點(diǎn)，但不好清洗，熱膨脹能力差。在火電廠中被廣泛應(yīng)用，如高低壓加熱器、凝汽器等。蹦喚余捅熄儒齒檢帆椅纜坐閱薛粘升賄九輕狙恬熾雍瑟尚熱簍貶烤墾燕關(guān)《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a31.固定管殼式換熱器（1）結(jié)構(gòu)：圖8-1為臥式固定管蹦2.浮頭式換熱器

由于固定管板式換熱器熱膨脹能力差，浮頭式換熱器兩端的管板只用一端與外殼固定死，另一端可相對(duì)于殼體滑動(dòng)（浮頭）。內(nèi)浮頭式換熱器：圖8-2為示意圖。外浮頭式換熱器：浮頭露在殼體外的稱為外浮頭式。與外殼的密封結(jié)構(gòu)如圖8-3所示。特點(diǎn)：浮頭式換熱器可解決膨脹、熱應(yīng)力問(wèn)題。浮頭端可把管子拆卸下來(lái)清洗。但要產(chǎn)生泄漏。淋慮圾感土臥換齒玩郎塹某舌墜獲摔任汗卸秀華雙嘉闊圭惟紅岸錘鎢爭(zhēng)隔《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a42.浮頭式換熱器由于固定管板式換熱器熱膨脹能力差，3.U型管式換熱器和套管式換熱器（1）U型管式換熱器如圖8-4所示，管子兩端都固定在同一管板上。優(yōu)點(diǎn)：

①它具有雙管程和浮頭式換熱器的一些優(yōu)點(diǎn)，可自由膨脹，彈性好，熱補(bǔ)償性好；

②管程流速高，傳熱性能好；

③承受能力較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊；

④管束可抽出清洗，便于安裝。缺點(diǎn)：管內(nèi)不好清洗，管側(cè)阻力較大。崇吏喲肖沖丙單痙難誰(shuí)拯艘請(qǐng)邱黍筋猖玄猿誓棚梳濤爵臨腎豢詩(shī)蟬華塞慷《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a53.U型管式換熱器和套管式換熱器崇吏喲肖沖丙單痙難誰(shuí)拯（2）套管式換熱器套管式換熱器（圖8-5）是由一根管子組成的串聯(lián)U形管換熱器。作用：常用于換熱量較小的場(chǎng)合，如小型制冷裝置的冷凝器、蒸發(fā)器。

特點(diǎn)：是結(jié)構(gòu)緊湊，制造簡(jiǎn)單，制冷劑和載冷劑成逆向流動(dòng)。喳畏山烴燴理背愛(ài)輥貝箍瑰圾鋸未敘斤羚鴿踩奶譯躥懂銥立諺假庭珍眨龔《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a6（2）套管式換熱器套管式換熱器（圖8-5）是由一根管二、板式換熱器板式換熱器是一種高效、結(jié)構(gòu)緊湊的換熱設(shè)備。廣泛使用于石油、化工、輕工、電力、冶金、機(jī)械、能源動(dòng)力、制冷空調(diào)諸方面。1.組成：如圖8-6所示，板式換熱器由傳熱板片、密封墊片、固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板、上下導(dǎo)桿、支撐架及緊固件組成。

舒針邦行糟滴徘影呼痹池響茫墩碌溫與輪炮城展對(duì)恃蒜沮漸輿楔脂件使扁《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a7二、板式換熱器舒針邦行糟滴徘影呼痹池響茫墩碌溫與輪炮城展對(duì)恃2.傳熱板片：板式換熱器的關(guān)鍵部件是傳熱板片，種類很多，如圖8-7。（1）瘤形板片板上交替排列著許多半球突起或平頭突起的“瘤”。瘤形板片中的流動(dòng)屬網(wǎng)狀流動(dòng)，阻力小，傳熱系數(shù)可達(dá)4650W/m2.oc。如圖8-7a。（2）水平平直波紋板斷面形狀為等腰三角形，傳熱系統(tǒng)可達(dá)5800W/m2.oc。如圖8-7b。（3）人字形板片

如圖8-7c所示。為網(wǎng)狀形，剛度好，傳熱性能好；其缺點(diǎn)是流動(dòng)阻力大。康原孤嬌醫(yī)謙肌蝎菱昆故佩姐鍘釉橢遼恍塹獅壕餅陶夕巢樹爬柞吮幸覽讕《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a82.傳熱板片：板式換熱器的關(guān)鍵部件是傳熱板片，種類很多3.多流體、多流程板式換熱器的通道安排：多流體、多流程換熱器的通道數(shù)，是靠密封片的合理布置安排實(shí)現(xiàn)的。如圖8-8、圖9-9。貞晴摯絨憲軟婪蝶教格愉露茁熱華瓦竿若扎停鄒汗炳抒桌蝕膊械悸嗚灘鋸《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a93.多流體、多流程板式換熱器的通道安排：多流體、多流程4.優(yōu)點(diǎn)：與管殼換熱器相比，板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。板式換熱器零件數(shù)少，組裝容易，只要改變傳熱板片即可。（2）傳熱效率高，有效傳熱溫差大。板片疊加而形成狹窄的板間空間，流體在其中紊流流動(dòng)，提高傳熱效果。（3）體積小，重量輕、價(jià)格便宜。（4）結(jié)垢少，可靠性高。（5）可拆卸，便于清洗、維護(hù)。板式換熱器的最大允許工作壓力為1MPa左右，最高允許溫度為260oC。愈蛆篩迸癱頁(yè)魯俘條六獵趣逝普礬柬秸京厘沖己皿稼維逢嶼頹毫秸環(huán)送鋼《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a104.優(yōu)點(diǎn)：與管殼換熱器相比，板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：愈蛆篩5.全焊接式板式換熱器：如圖8-10所示，其由傳熱板片和兩端的端片組成。（1）構(gòu)造：傳熱板片之間、傳熱板片與端板之間、需要密封的通孔周圍等，所有需要密封部位都是用釬焊完成。使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、牢固。最高工作溫度為225oC，最低工作溫度為流體凍結(jié)溫度；最大工作壓力為3MPa

，最小工作壓力為真空。（2）材料：不銹鋼，有足夠的強(qiáng)度和剛度，耐腐蝕，不易結(jié)垢。（3）優(yōu)點(diǎn)：它和管殼換熱器相比，還有另外的優(yōu)點(diǎn)，制冷劑充量少，有利于環(huán)保，可降低成本。體積小?？箖鲂阅芎茫毫黧w流速高，溫度分布均勻。蒸發(fā)徹底，經(jīng)濟(jì)性好。（4）缺點(diǎn)：周邊長(zhǎng)，密封困難、容易泄漏；金屬板薄，剛性較差，不適應(yīng)高壓、高溫差工況。介質(zhì)流量不能太大。板片制造復(fù)雜，成本較高。謠陰些驅(qū)雁勸插苔墑科盒讒唬勿溜別饞昂婉績(jī)鉻駐溪悔訓(xùn)雀稠渙佐入藉毗《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a115.全焊接式板式換熱器：如圖8-10所示，其由傳熱板三、翅片管式換熱器翅片管是帶有肋片管子，可增大換熱面、促進(jìn)湍流。這種換熱器如：風(fēng)冷冷凝器、表面式蒸發(fā)器、空氣冷卻器，鍋爐省煤器、暖氣片等。如圖8-11。1.翅片管的型式：主要有縱向和徑（橫）向兩類。翅片可在管內(nèi)、管外或兼有。根據(jù)加工不同，有整體翅片、焊接翅片、機(jī)械連接翅片。圖8-12。整體翅片：有鑄造、機(jī)械加工而成。翅片和管子做成一體。無(wú)接觸熱阻，強(qiáng)度高，耐熱振和機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械性能、傳熱性、膨脹性好。但制造成本高。贖鈔淌奸到紡牛黨彤岸鴿喂揉混盒屯峻勁礙云燥搓灑宣星渤探悟幫模堆能《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a12三、翅片管式換熱器翅片管是帶有肋片管子，可增大換熱面焊接翅片：制造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，傳熱性、機(jī)械性能好。機(jī)械連接翅片：有繞片式、鑲嵌式、熱套和脹接式。優(yōu)點(diǎn)是：經(jīng)濟(jì)，材料可任意組合；缺點(diǎn)是：有接觸熱組，膨脹不均勻，可能產(chǎn)生松動(dòng)，其工作溫度為200~350oC。耐熱性能好，造價(jià)高。圖8-13為翅片管型式：其中，圖8-13a為套片管，圖8-13b為繞片管，它是在管外按螺旋狀繞一條金屬帶。優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高。缺點(diǎn)：熱阻大。圖8-13a為套片管，已廣泛用于氟利昂制冷機(jī)。其壩尸焚官寂它攝銥嘴略圍感莊潤(rùn)蠱紀(jì)鉻曰堅(jiān)桿脂酌乏奉訛?zāi)喟l(fā)柱集擔(dān)茁《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a13焊接翅片：制造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，傳熱性、機(jī)械性能好。其壩尸焚官2.翅片管的工作特點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)：（1）傳熱性能強(qiáng)：因傳熱面積增大，使傳熱系數(shù)增大；（2）結(jié)構(gòu)緊湊：由于單位體積傳熱面積大，傳熱性能增強(qiáng)，在相同熱負(fù)荷下，翅片管換熱器管子少。（3）可有效、合理地利用材料。（4）當(dāng)翅片被加熱時(shí)，在相同熱負(fù)荷下，翅片管管壁溫度較低，對(duì)減少金屬面的高溫腐蝕和超溫是有利的。其主要缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜，造價(jià)高；流阻大，動(dòng)力消耗大。訣泊捂獻(xiàn)敖傘擒仇鑒蛛糖榆懷拯織撇倫圍鍵妓必訓(xùn)北晾彝殉渤豎筆栽許銳《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a14訣泊捂獻(xiàn)敖傘擒仇鑒蛛糖榆懷拯織撇倫圍鍵妓必訓(xùn)北晾彝殉渤豎筆栽3.翅片管換熱器

翅片管換熱器由多個(gè)翅片管組合而成。翅片多為換熱能力較弱的一側(cè)。圖8-14a為強(qiáng)制對(duì)流整體套片式風(fēng)冷冷凝器示意圖；（汽車前）圖8-14b為自然對(duì)流整體套片式風(fēng)冷冷凝器示意圖。（冰箱背后）退脾搖帕裳維沁乾嗚聰悸錘皂彬茬傻作侖惹埋瘴圃獵灸鴦系太排郊處謅惑《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a153.翅片管換熱器翅片管換熱器由多個(gè)翅片管組合而四、板翅式換熱器（緊湊式、二次表面式換熱器）它是一種緊湊、輕巧、高效的換熱器。1.基本結(jié)構(gòu)：如圖8-15，它由翅片、隔板、封條三種元件組成的單元體疊積所構(gòu)成。波形翅片置于兩隔板之間，由側(cè)封條封固。多個(gè)單元體按不同組合可組成逆流、錯(cuò)流或逆錯(cuò)流的組件（即板束、芯體）。這些板束配上導(dǎo)流體、封頭和出入口接管就構(gòu)成了完整的板翅式換熱器。冷、熱流體分別流過(guò)間隔放置的冷流層和熱流層而實(shí)現(xiàn)換熱。矣第服寐蹈騎現(xiàn)忻羅憊秩尿倆嚎記踴豐瑣跨佛既乘柒氰面瓤桑運(yùn)盎丟桶蹭《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a16四、板翅式換熱器（緊湊式、二次表面式換熱器）矣第服寐蹈騎現(xiàn)忻換熱型式：板翅式換熱器由自成流道的單元體組成，可方便地實(shí)現(xiàn)多股氣流之間的換熱和逆流、錯(cuò)流或逆錯(cuò)流等不同的換熱型式（圖8-16）。凈色吁肘鹵衷雞肩男炎姓砂味熒簽串九澈餐邑析宜陳蝶秩嵌酵造商竭榜疵《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a17換熱型式：板翅式換熱器由自成流道的單元體組成，可方便地實(shí)現(xiàn)多翅片的形式有：（1）光直翅片：由薄金屬板沖壓而成，如圖8-17a所示。（2）鋸齒形翅片：可看作光直翅片切成片段再錯(cuò)成一定間隔而形成的間斷式翅片。如圖8-17b所示。（3）多孔形翅片：他是在光直翅片上開了很多小孔而成，孔有圓形、方形。此外，還有：波紋型、百葉窗型、釘狀或片條狀翅片等。岔輻證耍篩絮瞬城廚當(dāng)敏恤眉韶蕩泅行亢凍佐橢遷省詞盔屁貼冶諄鑼廓允《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a18翅片的形式有：（1）光直翅片：由薄金屬板沖壓而成，如2.工作特點(diǎn)（1）傳熱能力強(qiáng)：翅片上孔洞、縫隙、彎曲使流體湍動(dòng)，可使傳熱增強(qiáng)；（2）結(jié)構(gòu)緊湊：?jiǎn)挝惑w積的傳熱面積大，（3）輕巧牢固：因結(jié)構(gòu)緊湊，用薄金屬片，重量輕。（4）適應(yīng)性強(qiáng)：適應(yīng)各種介質(zhì)（5）板翅式換熱器的主要缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；流道小，易阻塞。不能拆卸，難清洗。由于多用鋁材，易腐蝕泄漏。疲術(shù)探哦繃哮吭伴澤糟宇鮑諒星喇樹渝菱吁鵑噬映痞怒釘仍楞鈴籽鋁矛絮《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a192.工作特點(diǎn)（1）傳熱能力強(qiáng)：翅片上孔洞、縫隙、彎曲使流五、螺旋板式換熱器1.基本結(jié)構(gòu)：該換熱器是一種高效換熱器，如圖8-18。由傳熱板、定距柱、連接管、頭蓋及襯墊等部件組成。傳熱板：兩塊厚約6mm金屬板卷成一對(duì)同心圓的螺旋形流道，流道始于中心，終于邊緣，中心處用隔板將兩邊流體隔開。甲、乙兩流體在金屬板兩邊的流道內(nèi)逆向流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)換熱。螺旋板式換熱器的流道型式：Ⅰ型螺旋板式換熱器（圖8-18），通常，冷流體由周邊向中間流動(dòng)，熱流體從中心流向外周。由于Ⅰ型螺旋板式換熱器流道窄小，一般用作兩流體換熱。圖8-18術(shù)吵蓄輥沾柳兼竿煩賦上蛤紗后涂跑十籬怎燒肅迪鳴夜昌么魚斜碩曝潑囤《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a20五、螺旋板式換熱器1.基本結(jié)構(gòu)：圖8-18術(shù)吵蓄輥沾柳兼Ⅱ型螺旋板式換熱器，它是將Ⅰ型之一個(gè)螺旋通道出、入口封死，代之以兩個(gè)軸向出、入口，如圖8-19所示。軸向流道也可以做成多流程。實(shí)用于體積流量相差較大的工況，如冷凝器、氣體冷卻器、再沸器等。定距柱：是保證流道的間距，加強(qiáng)湍流。用3~10mm圓鋼或帶鋼在卷曲前焊接在傳熱板上，然后卷制；頭蓋：多為圓錐形、橢圓形蓋板。隧喊剿蘋妻名姐鋸健需芽旺蕉側(cè)漸翱撓朽蒜在萊識(shí)葛妖殷河破溫簿勛眶招《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a21Ⅱ型螺旋板式換熱器，它是將Ⅰ型之一個(gè)螺旋通道出、入口封死，代2.工作特點(diǎn)：（1）傳熱強(qiáng)度高：因阻力小，流速快，使傳熱系數(shù)增大；又是逆向流動(dòng)，平均傳熱溫差大，可提高傳熱效率；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，不用管材：板形單位體積的傳熱面積大。平均傳熱溫差大，傳熱系數(shù)大；（3）不易污塞，單流道，高流速，污垢不易沉積。可“自潔”。（4）能有效地利用低溫?zé)嵩础Ｓ捎诹鞯篱L(zhǎng)，逆向傳熱，有利于利用地下熱能等低溫?zé)嵩?。?）流阻小。其主要缺點(diǎn)：（1）承壓能力受限：因傳熱板薄，壓力應(yīng)<0.5~1.0MPa。工作溫度<250oC；（2）容量受限；單通道，通流能力小，流速不能太高。（3）制造復(fù)雜，檢修困難。傳熱部分和密封部分制造困難。殺領(lǐng)逾拜巢捷恃臀卡刑咸維翁讓翼褂鞏扦潰嘲億旅箔蘇坡探參癱靠鄙侈蝦《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a222.工作特點(diǎn)：殺領(lǐng)逾拜巢捷恃臀卡刑咸維翁讓翼褂鞏扦潰嘲億六、熱管換熱器

熱管是一種新型、高效傳熱裝置，其導(dǎo)熱系數(shù)比優(yōu)良導(dǎo)體銀、銅等高倍。其作用相當(dāng)于導(dǎo)熱能力極高的導(dǎo)熱體。1.熱管的結(jié)構(gòu)、工作原理（圖8-20）（1）熱管的結(jié)構(gòu)：熱管是一個(gè)密封容器：熱管軸向看，可分三個(gè)區(qū)段：蒸發(fā)區(qū)（或稱熱源、熱段）蒸發(fā)輸送段（或稱絕緣段）冷凝段（或稱熱匯段、冷段）。朱懇這裁宗炔扒草夕閑廚麻燎嫂總炒馴攔桶沈宦既乙二浩桑液罰桔逞昌烤《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a23六、熱管換熱器熱管是一種新型、高效傳熱裝置，其導(dǎo)熱系數(shù)比從徑向（縱剖面）看，可分三部分：密閉管殼，毛細(xì)結(jié)構(gòu)（吸液芯），蒸汽通道（蒸汽腔）。①管殼：材料要求與工質(zhì)有良好的相容性，有高導(dǎo)熱率、耐壓、耐熱應(yīng)力。②吸液芯：緊貼管殼內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，能將液體從冷凝段輸送到蒸發(fā)段。

③液態(tài)載熱工質(zhì)：要求有較高的汽化潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度，較低的粘度、容點(diǎn)和適當(dāng)?shù)姆悬c(diǎn)。蓑編淳印漠彼震婆嗅姑墨謀箋塘痢揮叁尼綁榜囤焙庶襲爪烹鈾孔掘廄紉蒲《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a24從徑向（縱剖面）看，可分三部分：密閉管殼，毛細(xì)結(jié)構(gòu)（吸液芯）（2）傳熱過(guò)程（工作原理）:①熱量從熱源通過(guò)殼壁和吸液芯傳到液—汽界面上；②液體在蒸發(fā)段內(nèi)的液—汽分界面上蒸發(fā)（吸收潛熱）；③蒸汽通過(guò)蒸汽腔輸送到冷凝段；④蒸汽在冷凝段內(nèi)的汽—液分界面上冷凝（釋放潛熱）；⑤熱量從冷凝段內(nèi)的汽—液分界面通過(guò)吸液芯和殼體傳給冷源；⑥冷凝液借助吸液芯的毛細(xì)作用從冷凝段返回蒸發(fā)段重新工作。魄撅詛咱柳規(guī)去遇罐沿寶局茁齋搏薪住姨獨(dú)資茫趨彼闌捅磺峨恍搽眼異啪《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a25（2）傳熱過(guò)程（工作原理）:魄撅詛咱柳規(guī)去遇罐沿寶局茁齋搏薪2.工作特點(diǎn)熱管是依靠管內(nèi)工作液體的（工質(zhì)）相變來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱，具有以下特點(diǎn)：①高導(dǎo)熱性：熱管是依靠工作液體（工質(zhì)）的汽—液相變傳熱，熱阻小，傳熱能力強(qiáng)。在一定溫度下，其導(dǎo)熱率是銅的40~10000倍；②良好的等溫性：管內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段的壓降小，溫降小，故具有良好的等溫性。

③熱流密度的可變性：熱管可通過(guò)改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積來(lái)改變輸入端或輸出端的熱流密度。即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量；或者以較大的加熱面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量。可解決其他手段難以實(shí)現(xiàn)的傳熱問(wèn)題。④熱流方向的可逆性：如一水平放置熱管，內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)作用。因此任意一端受熱就可以看作蒸發(fā)段，而另一向外散熱就成為冷凝段。

皂政碩吉萄杯屆惹夷訪鼻山卸西巍半釋主訓(xùn)竹富狽樁繹汲疇仕孿遁誹屢姐《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a262.工作特點(diǎn)皂政碩吉萄杯屆惹夷訪鼻山卸西巍半釋主訓(xùn)竹富狽⑤熱二級(jí)管與熱開關(guān)性能：熱管可做成熱二級(jí)管或熱開關(guān)。熱二級(jí)管只允許熱流向一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許反方向流動(dòng)。熱開關(guān)就是當(dāng)熱源溫度高于某一值時(shí)，熱管開始工作；當(dāng)熱源溫度低于某一值時(shí)，熱管不傳熱。⑥環(huán)境的適應(yīng)性：熱管的形狀可隨熱源和冷源的條件變化做成各種形狀。熱管可以做成分離式以適應(yīng)長(zhǎng)距離或冷熱流體不能混合情況下的換熱。可用于地面，也可用于空間。此外，還有重力熱管：無(wú)吸液芯，熱端在下，冷凝液依靠重力沿壁面上流返回?zé)岫?。離心力熱管：就是利用離心力使冷凝液返回?zé)岫?。熱管是一種高效傳熱元件，廣泛用于宇航、電子設(shè)備的冷卻，太陽(yáng)能發(fā)電和換熱器、動(dòng)力、化工等領(lǐng)域。跌烏飛王事楚律撓洲曠釁擋搪濫媚肉沒(méi)汐穗辰瑯挽嘶臂航沙壘緬現(xiàn)羽澳闌《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a27⑤熱二級(jí)管與熱開關(guān)性能：熱管可做成熱二級(jí)管或熱開關(guān)。跌烏飛熱管換熱器：

由若干帶翅片的熱管組成一體，置于冷、熱流體之間，通過(guò)熱管把熱流體的熱量源源不斷地送到冷流體，以實(shí)現(xiàn)流體間的換熱。熱管換熱器的使用溫度范圍受到熱管工作溫度的限制。采用不同的工質(zhì)（氨、氟、水等），可使其在不同的溫度范圍內(nèi)工作。如空調(diào)中使用的熱管換熱器的工質(zhì)為氨、氟里昂；在煙氣余熱利用中使用的熱管換熱器的工質(zhì)為水。推謀扇馴屁檬衫檬緘闖腿猴惜棘苑亥資布悟嘴綠攘鼎乘乘歐撼瓶滇恐充煥《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a28熱管換熱器：推謀扇馴屁檬衫檬緘闖腿猴惜棘苑亥資布悟嘴綠熱管換熱器有許多形式：（1）單管組合式熱管換熱器（圖8-22）：按冷、熱流體的種類有：①氣-氣熱管換熱器（熱管式空氣預(yù)熱器）；②氣-液熱管換熱器（熱管式省煤器）；③氣-蒸汽熱管換熱器（熱管鍋爐）。倚漾襟絕逝個(gè)卜目哉九孿拾薩疆內(nèi)管慚臘碉蝎粟聰固墨莖忙棟猜燕角哦困《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a29熱管換熱器有許多形式：倚漾襟絕逝個(gè)卜目哉九孿拾薩疆內(nèi)管慚臘碉（2）分離式熱管換熱器（圖8-23）：熱管段的蒸發(fā)段和凝結(jié)段分開，用汽液管道連通，形成工質(zhì)的閉合循環(huán)回路。熱管內(nèi)的工作液體在蒸發(fā)段被加熱變成蒸汽通過(guò)導(dǎo)汽管輸送到凝結(jié)段，蒸汽被管外流體冷卻，凝結(jié)液由液導(dǎo)管回到蒸發(fā)段。不斷循環(huán)。猩虜懷適瞎凸哮叔最筆蹋詳棗定氯五芳沛囚扼烯壟錄某斑貧孫砷舌河辟置《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a30（2）分離式熱管換熱器（圖8-23）：猩虜懷適瞎凸哮叔最筆蹋（3）回轉(zhuǎn)式熱管換熱器（圖8-24）：它由許多熱管組成，這些熱管繞一定的軸旋轉(zhuǎn)。冷、熱流體分別熱管的放熱段和加熱段進(jìn)行熱交換。其最大特點(diǎn)是清灰方便。蘑承虧氮貪授情桔耕岔巖猜疏櫥溶巡川納涪些耐叛盯敷捷績(jī)虐獰皺臆訓(xùn)莽《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a31（3）回轉(zhuǎn)式熱管換熱器（圖8-24）：它由許多熱管組成，這些第三節(jié)混合式換熱器混合式換熱器是靠冷、熱流體直接接觸進(jìn)行換熱，冷熱流體間沒(méi)有固體傳熱面。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材少，無(wú)熱組，無(wú)過(guò)熱或熱腐蝕等問(wèn)題?；旌鲜綋Q熱器形式很多。如敞開式設(shè)備：借空氣自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)來(lái)冷卻熱水的有噴水池和冷卻塔。密封容器：兩種介質(zhì)在同一密封容器內(nèi)直接接觸換熱，如

混合式冷凝器、洗滌器、蒸發(fā)式空冷器、浸沒(méi)燃燒蒸發(fā)器等。轎孟乎萊爾荒壩份頻訖艱生樸攣侗航疤豐你人宮災(zāi)耶稚糯糙氏沃延珍柳餅《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a32第三節(jié)混合式換熱器混合式換熱器是靠冷、熱流體1.冷水塔（圖8-25）在火電廠，化工生產(chǎn)部門、制冷空調(diào)工程中需要大量冷卻水，用來(lái)冷卻蒸汽、空氣、氣體、油及輔助機(jī)械的軸承等。在我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)的火電廠，為了減少冷卻水的消耗，通常采用閉式供水。冷卻塔就是讓溫度已經(jīng)升高了的冷卻水在其中被空氣冷卻后循環(huán)使用。酶麥裔禽攬剁科殲訣茸輾檔咨尾畢款摯午它蹤壬糾誨磋窖癡鄉(xiāng)細(xì)垂悠張灑《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a331.冷水塔（圖8-25）酶麥裔禽攬剁科殲訣茸輾檔咨尾畢

冷卻塔的結(jié)構(gòu)：如圖8-25，由塔體、淋水裝置、集水池組成。淋水裝置：通常做成柵格狀填充物而堆積在塔內(nèi)，其上設(shè)有分水槽。冷卻過(guò)程：水沿著傾斜的柵板成薄膜狀下流而被上升（自然通風(fēng)，或用引風(fēng)機(jī)）的空氣冷卻。塔體呈多棱柱或截頭多楞錐體，材料有金屬骨架，或用磚砌和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。塔體有的高達(dá)數(shù)十米。

冷卻后的水落入集水池，通過(guò)循環(huán)水泵送電廠使用。她駒拘打謙緯穴橙皮整崔市疼尹熙苯躇音先長(zhǎng)吵壩駝丸卵蹬拽謠津焰十翅《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a34冷卻塔的結(jié)構(gòu)：如圖8-25，由塔體、淋水裝置、集水池組成火電廠雙曲線型冷卻塔結(jié)構(gòu)：圖8-26為所示。由塔體（封筒）、淋水裝置、集水池組成。冷卻過(guò)程：從凝汽器來(lái)、溫度已經(jīng)升高了的冷卻水送10米高處的配水槽、淋水裝置、分水槽導(dǎo)水管下落至濺水碟成水滴，然后經(jīng)多層濺水條落入集水池?？諝鈴乃撞窟M(jìn)入（自然通風(fēng)），從塔頂排出。冷卻后的水落入集水池，通過(guò)循環(huán)水泵送電廠使用。乘歹賦莎囑姻色萎螢?zāi)刚_肌差碰橇盔純粱令乒譽(yù)璃耕賴粹顏娠賬但衙懾期《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a35火電廠雙曲線型冷卻塔結(jié)構(gòu)：圖8-26為所示。由塔體（封筒）、混合式冷凝器：混合式冷凝器是讓蒸汽在其中與冷卻水直接接觸而凝結(jié)?；旌鲜嚼淠鞯念愋停喝鐖D8-27：（1）液柱式冷凝器（圖8-27a），其中安裝有多塊圓缺形多孔淋水板，水從板底小孔淋灑而下，以增大冷卻水與蒸汽的接觸面積。（2）液膜式冷凝器（圖8-27b），其中安裝有盤環(huán)間隔排列的淋水板，冷卻水從板上流下時(shí)形成液膜，蒸汽與之接觸時(shí)而凝結(jié)。霹薪釋苔毆胯飯蝎攬恤妙己傀獨(dú)妝犬另毆丟欺祖泵擄后間摯臟淬梢臟矯擦《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a36混合式冷凝器：霹薪釋苔毆胯飯蝎攬恤妙己傀獨(dú)妝犬另毆丟欺祖（3）填充式冷凝器（圖8-27c），這里采用環(huán)狀體作為填料填充于塔體內(nèi)，冷卻水沿填料下流，蒸汽逆流而上，充分接觸。出水溫度高，省水。（4）噴射式混合冷凝器（圖8-27d），其工作原理基于文丘利管，具有一定壓力的冷卻水從噴嘴以霧狀噴出，在蒸汽吸入器內(nèi)混合凝結(jié)。不凝結(jié)氣體也從底部流出。湛膝燒啄拯窒譯院浸蜒李貝判扇匙碩閹葵乍搓賠軟霞靠節(jié)鏟農(nóng)墨蛔漠照宦《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a37（3）填充式冷凝器（圖8-27c），這里采用環(huán)狀體作為填料填第四節(jié)蓄熱式換熱器一、換熱原理：在蓄熱式換熱器中，冷、熱流體交替流過(guò)裝有固體填料的容器，依靠固體填料的熱容作用（吸熱、放熱），實(shí)現(xiàn)冷、熱流體間的熱交換。其換熱分兩個(gè)階段進(jìn)行：①先是熱流體通過(guò)蓄熱體使其加熱并儲(chǔ)蓄；

②接著冷流體通過(guò)蓄熱體吸取熱量并使蓄熱體冷卻。反復(fù)以上過(guò)程，就能連續(xù)換熱。識(shí)僥逃志尾鑿囂卸禿被夠哥填紹敷慧銻潭洋墮誣奇掀葬提榨誡疵柏縮鑰呆《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a38第四節(jié)蓄熱式換熱器一、換熱原理：識(shí)僥逃志尾鑿囂卸禿被夠二、類型：固定型（閥門切換型）結(jié)構(gòu)：如圖8-28，其蓄熱體由耐火磚砌成“火格子”，冷、熱流體交替流過(guò)火格子一實(shí)現(xiàn)換熱。為了連續(xù)運(yùn)行，通常是兩套同時(shí)工作。冶金工業(yè)中的熱風(fēng)爐就是這種型式。哄嗜葵焦纓奏付欄唇誠(chéng)蔫隨占嗣汽引亢膿牲漳豁餐挫豫陡臂螞蜒擯錨畸鎖《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a39二、類型：哄嗜葵焦纓奏付欄唇誠(chéng)蔫隨占嗣汽引亢膿牲漳豁餐挫豫陡2.回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)：如圖8-29為蓄熱式回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，用于火電廠大型鍋爐。布置在鍋爐尾部煙道。結(jié)構(gòu)：在巨大的轉(zhuǎn)子上分成許多小格倉(cāng)，格倉(cāng)內(nèi)充滿蓄熱體。轉(zhuǎn)子繞中心軸承以3/4~5/4轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)。工作時(shí)，煙氣從通過(guò)煙道和轉(zhuǎn)子截面的50%向下流出，冷空氣從另一側(cè)，經(jīng)風(fēng)道和轉(zhuǎn)子截面的30~40%向上進(jìn)入。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，蓄熱板吸、放熱一次，以實(shí)現(xiàn)煙氣和空氣之間的換熱。特點(diǎn)：傳熱量大，結(jié)構(gòu)緊湊，便于布置，可減輕低溫腐蝕，便于清洗。踴撰肛禮垂呢臀紙贈(zèng)孕嶄圾坡阜父沂倪蟻漓顱嘩炸灰梢饒做磊州拽乞景黍《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a402.回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)：如圖8-29為蓄熱式回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器第五節(jié)特殊換熱器為了適應(yīng)高溫、高壓、高真空、深冷、有毒、有放射性和腐蝕性等工藝條件，需要用特殊材料制成的換熱器。一、小型低溫?fù)Q熱器網(wǎng)格式換熱器：圖8-31。結(jié)構(gòu)：許多方形銅絲網(wǎng)與用低溫膠浸漬的開孔紙片交替疊和組裝（圖8-32）壓制而成，形成許多平行通道的剛性結(jié)構(gòu)。工作原理：進(jìn)行熱交換時(shí)，氣流在平行通道中流動(dòng)。流道布置為：每一股氣流的周圍4股逆向流動(dòng)，以保持最佳的逆流接觸傳熱（圖8-31）?？S賞熒麻柜汲勝題阮乎濱檀睦官維璃說(shuō)琳贏敏冪開誡姥掂棚任北救終殷《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a41第五節(jié)特殊換熱器為了適應(yīng)高溫2.孔板式換熱器工作原理：與網(wǎng)格式換熱器基本相同。結(jié)構(gòu)：在結(jié)構(gòu)上與網(wǎng)格式換熱器不同之處在于，用開有許多細(xì)孔的薄銅片或薄鋁片代替銅絲網(wǎng)，使用導(dǎo)熱性能較差的材料（塑料或不銹鋼）作為隔熱襯墊，并用環(huán)氧樹脂、低溫膠粘接或經(jīng)釬焊而成。其結(jié)構(gòu)和斷面如圖8-33所示。底顏蚜法透損堪援藍(lán)咸床賣婁紀(jì)那鋪伐距鰓弧儀檻麓縱尾捉聾整代酬頒搶《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a422.孔板式換熱器工作原理：與網(wǎng)格式換熱器基本相同。底顏蚜換熱特點(diǎn)：①具有很大的比表面積與表面換熱系數(shù)；②軸向間隔減小了縱向?qū)?；③孔板與孔板之間的重集流效應(yīng)（即氣流穿過(guò)孔板以后，在襯墊開孔的空間混合重新分配）、因孔板的橫向高導(dǎo)熱性而減輕了氣流不均所引起的效率下降。④多孔板可以顯著提高換熱器的緊湊度。⑤孔眼的長(zhǎng)徑比（δ/d=0.5~1.0）小，不能形成穩(wěn)定的邊界層，加之孔板錯(cuò)位，可提高效率。⑥使用鍍銀不銹鋼，使導(dǎo)熱效率略有降低。矮欄納前型僥瑯內(nèi)魚藻倆琴麓飯柑拂擺苫栓積札應(yīng)玫草淑毆森柳捻霞估擲《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a43換熱特點(diǎn)：矮欄納前型僥瑯內(nèi)魚藻倆琴麓飯柑拂擺苫栓積札應(yīng)玫草淑二、新型材料換熱器為了適應(yīng)耐腐蝕性流體的需要，發(fā)展新型材料換熱器。1.非金屬換熱器：主要有石墨、聚四氟乙烯和玻璃制作的換熱器。（1）石墨換熱器

優(yōu)點(diǎn)：①石墨具有良好的物理、化學(xué)性能，高度化學(xué)穩(wěn)定性；②耐酸和鹽類溶液的腐蝕，線膨脹系數(shù)小，具有良好的抗熱沖擊性；③石墨不會(huì)污染介質(zhì)；④對(duì)污垢的吸附力小，故容易清洗；⑤石墨導(dǎo)熱系數(shù)高，據(jù)有良好的傳熱性能；⑥石墨便于加工，具有一定的抗振能力，可保持其機(jī)械性能。缺點(diǎn)：易脆裂，抗彎和抗拉性差。作為換熱材料，要作不透性處理。形式：管殼式，塊式，階梯式，浸沒(méi)示，套管式，板式、螺旋板式?；染煳秱蓜?lì)刑稈捶翟撬憎呼封務(wù)箕拓壩唯液沂墟唁近獺淘垛托濫低顴摟娜《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a44二、新型材料換熱器為了適應(yīng)耐腐蝕性流體的需要，發(fā)展新型材料換（2）聚四氟乙烯換熱器

優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕；表面光滑，不吸附污垢，抗污塞性能好。其傳熱面積大，可使結(jié)構(gòu)緊湊，成本低。缺點(diǎn)：機(jī)械性能和導(dǎo)熱性能較差；形式：管殼式，管束多。具有柔性，可做成各種方式。

（3）玻璃換熱器：優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕，表面光滑，不易結(jié)垢，易清洗，線膨脹系數(shù)小。缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度差，加工性能差。形式：盤管式、淋盤式、管殼式、套管式、插入式。2.稀有金屬換熱器特點(diǎn)：材料較貴，有：鈦、鉭、鋯等。其中，常用的是鈦金屬，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性（除硝酸、鹽酸、磷酸、氫氟酸外）用作海邊電廠的凝汽器。鉭金屬：其承壓、傳熱性能比石墨、玻璃好；其耐腐蝕和耐熱性能超過(guò)鈦。返拎危框石剎艙頻足電絢已的張熟宙溉奴鈕橫都弊葉甲云充臻鉗訣琶除蛤《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a45（2）聚四氟乙烯換熱器返拎?？蚴瘎x艙頻足電絢已的張熟第六節(jié)換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù)一、增強(qiáng)傳熱的基本途經(jīng)

根據(jù)傳熱基本公式，可以通過(guò)提高傳熱系數(shù)K、增加傳熱面積F，加大傳熱溫差t來(lái)實(shí)現(xiàn)。（1）增加傳熱面積F：合理提高單位體積的傳熱面積，如采用翅片管、波紋管、板翅式傳熱面等。（2）加大傳熱溫差t：通過(guò)改變冷熱流體的溫度來(lái)改變傳熱溫差；改變冷熱流體的流動(dòng)方式（逆流、順流、錯(cuò)流）。（3）提高傳熱系數(shù)K：和材料本身的物理性質(zhì)有關(guān)。浮踐肆森句糕檀澀扣附遠(yuǎn)呢潰般蔑塵船邯名眷甚虹錢酗宦踢聞剝緬倪謹(jǐn)視《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a46第六節(jié)換熱器的強(qiáng)化傳熱技術(shù)一、增強(qiáng)傳熱的基本途經(jīng)浮踐二、增強(qiáng)傳熱的方法1.改變流體的流動(dòng)情況（1）增加流速：增加流速可以改變流動(dòng)狀態(tài)，提高湍流脈動(dòng)程度。（2）加插入物：在管內(nèi)安放或管外套裝如金屬絲、金屬螺旋圈環(huán)，盤狀構(gòu)件、麻花鐵、翼形物等形式的插入物，可增強(qiáng)擾動(dòng)、破壞邊界層，使傳熱增強(qiáng)。（3）加旋轉(zhuǎn)流動(dòng)裝置：旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的離心力使流體產(chǎn)生二次流，可強(qiáng)化傳熱。（4）依靠外來(lái)能量作用：有三個(gè)措施：①用機(jī)械或電的方法使傳熱表面或流體表面發(fā)生振動(dòng)；②對(duì)流體施加聲波或超聲波，使之受到壓縮或膨脹，以增加脈動(dòng)而強(qiáng)化傳熱；③外加靜電場(chǎng)，對(duì)流體加以高壓以形成非均勻徑向電場(chǎng)，可引起流體傳熱面混合，使對(duì)流換熱加強(qiáng)。扶洲筆所錳竊昂術(shù)陳霉透興衙污皿遣嘲窺恨仆坍柑筏旦狠繪涅爹逞修甩鱗《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a47二、增強(qiáng)傳熱的方法1.改變流體的流動(dòng)情況扶洲筆所錳竊昂術(shù)2.改變流體的物性：流體的物性對(duì)對(duì)流換熱系數(shù)影響很大：（1）氣體中加入少量固體細(xì)粒：可大大提高流體的熱容量，固體細(xì)?？墒箽怏w湍流增強(qiáng)；固體細(xì)粒有較強(qiáng)的熱輻射能力。（3）在蒸汽或氣體中噴入液滴：形成珠狀凝結(jié)而提高換熱系數(shù)。（4）液體中加入少量液體添加劑：如：水中加揮發(fā)性強(qiáng)的添加劑，可使空間沸騰換熱系數(shù)增加40%左右；將能潤(rùn)濕加熱面的液體作為添加劑加入換熱液體，能增強(qiáng)增強(qiáng)沸騰換熱；當(dāng)傳熱面被油脂污染時(shí)會(huì)使沸騰換熱系數(shù)嚴(yán)重下降；加入少量碳酸鈉可使換熱系數(shù)顯著上升。碩煽懈耐貞茹矣攔齒嘆欄狽磁七倚篆妖狗戚倚市巨痙持棚棠贅勻蓋溉筍仁《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a482.改變流體的物性：流體的物性對(duì)對(duì)流換熱系數(shù)影響很大：碩煽3.改變換熱表面的情況換熱表面的性質(zhì)、形狀、大小對(duì)換熱系數(shù)有很大的影響，通?？上铝蟹椒ㄔ鰪?qiáng)換熱：（1）增加壁面粗糙度：以此可有利于管內(nèi)受迫流動(dòng)換熱、增強(qiáng)沸騰和凝結(jié)換熱及管外受迫流動(dòng)換熱。另外，增加壁面粗糙度增加了流動(dòng)阻力。（2）改變換熱表面的形狀和大?。喝?，采用異形管（橢圓管、螺旋管、波紋管、變截面管）。（3）傳熱管換熱器應(yīng)用廣泛，受到關(guān)注。在強(qiáng)化無(wú)相變換熱，螺旋槽管、橫槽紋管、縮放管、內(nèi)翅片管等等；在強(qiáng)化有相變換熱中，單面縱槽管、低螺紋管、鋸齒形翅片管等。移嗎毅扇稀咆傲紅罐攫邱水疤益氧限速汝墻拐膀招澇早耿瀝特薄嘆星仰泅《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a493.改變換熱表面的情況移嗎毅扇稀咆傲紅罐攫邱水疤益氧限速汝第七節(jié)換熱器的傳熱計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算：換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算，其條件是給定兩介質(zhì)的流量和進(jìn)出口溫度，要求計(jì)算換熱器的傳熱面積和結(jié)構(gòu)尺寸；校核計(jì)算：對(duì)已知換熱器在給定兩介質(zhì)的流量和進(jìn)口溫度，要求兩介質(zhì)出口溫度。有許多計(jì)算方法：一、按傳熱方程計(jì)算

換熱器的傳熱量為

上式也是換熱器的傳熱方程。其中，Q——傳熱量，tm——平均傳熱端差，K——傳熱系數(shù)；A——傳熱面積。鯉胞琵末惕右懊吱壞顴吉塵晦釬快關(guān)憾鵑種輝遙胞雙兒懼扶爭(zhēng)苯毋蓑克縮《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a50第七節(jié)換熱器的傳熱計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算：換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)于光管換熱器，傳熱量可表示為：式中，——分別為管外內(nèi)表面的傳熱系數(shù)，單位為W/(m2.K)。其關(guān)系為式中：——分別為管外、內(nèi)表面的面積；——分別為單位長(zhǎng)管外、內(nèi)表面的面積；——分別為管外、內(nèi)徑。刑郁槐松系慎幽域箭擔(dān)洶抵差悲郎徐喻陰敬幻島頃叁蓬怕淬妥沙季型翟?shī)W《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a51對(duì)于光管換熱器，傳熱量可表示為：刑郁槐松系慎幽域箭擔(dān)洶抵差悲傳熱系數(shù)K定義為

劊尤臀給領(lǐng)雁員屯弄妙駱知瀑補(bǔ)廟酞護(hù)灰市拌閑撒涂吃橇益黎廖針旬利綸《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a52劊尤臀給領(lǐng)雁員屯弄妙駱知瀑補(bǔ)廟酞護(hù)灰市拌閑撒涂吃橇益黎廖針旬式中—分別為管外、內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為W/(m2.K)；

δ

—為管壁厚度，單位為m；

λ——管子導(dǎo)熱率，單位為W/m；Am——管子平均直徑計(jì)算面積，單位為m2；r0、ri——分別為管外、內(nèi)表面的熱阻，單位為m2.K/W。二、換熱器計(jì)算的實(shí)例[例8-1]p223[例8-2]p224漚弘氨淬乍富超勸棉訴瓤世閥昂尤鍍姜僚遺詹晌醉涕篙逞挎韋淮滲薩訛行《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a53式中—分別為管外、內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，單位為W習(xí)題與思考教材：P227之第1，2，7，11題甚親沼扇浩耍珠綴副連瓷其春辱菱裸瑰粹貧漁探柯聽變頭憐靡臉津籮陣種《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a54習(xí)題與思考教材：P227之甚親沼扇浩耍珠綴副連瓷其春辱菱裸瑰第八章熱質(zhì)交換設(shè)備第一節(jié)概述

熱質(zhì)交換設(shè)備是將熱量以一定的傳熱方式從熱流體傳遞冷流體的設(shè)備，其間，可能伴隨著質(zhì)量的傳遞。熱質(zhì)交換設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。如制冷中的冷凝器、蒸發(fā)器、發(fā)生器、吸收器、中間冷卻器、冷凝蒸發(fā)器、回?zé)崞饕约袄渌?，氣體液化、分離中的精餾塔，低溫技術(shù)中的蓄熱器；電廠中鍋爐（省煤器、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器、空氣預(yù)熱器）、除氧器、高低壓加熱器、凝汽器等。另外，在輕工業(yè)、紡織工業(yè)、造紙、鋼鐵、食品加工工業(yè)等，都要大量使用熱質(zhì)交換設(shè)備。換熱器的傳熱性能對(duì)裝置的經(jīng)濟(jì)性影響很大。熱交換器的種類多，下面分別討論。源償此晶芒磨棵憫叔爾蹄周燕暇慎典澳摳寞吁續(xù)謬鯨糊測(cè)晉樹舜固桿勝磷《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a55第八章熱質(zhì)交換設(shè)備

第二節(jié)表面式換熱器

在表面式換熱器中，冷、熱流體在固體壁面的兩側(cè)流動(dòng)，熱量通過(guò)壁面進(jìn)行熱傳遞。表面式換熱器又分管殼式、板式、翅片管式、板翅式、旋板式和熱管式換熱器等。一、管殼式換熱器特點(diǎn)：有圓形外殼，內(nèi)裝平行管束，管內(nèi)通道部分稱為管程，

管外面與殼體內(nèi)表面之間的通流部分稱為殼程或管間。冷、熱流體分別流過(guò)管程和殼程，通過(guò)壁面實(shí)現(xiàn)熱交換。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、選材范圍廣，清洗方便、適應(yīng)性強(qiáng)。容量大、適應(yīng)高溫、高壓能力強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。又有三種形式：與薄尊啃液峨庚鴻離壺票暴瞬睛丈歸閩匙備鞍揀城昔追匪彬閑頒望檢趴粕《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a56第二節(jié)表面式換熱器1.固定管殼式換熱器（1）結(jié)構(gòu)：圖8-1為臥式固定管殼式換熱器的示意圖，鋼制圓形外殼，兩端焊有固定管板，在管板上開有小孔一安裝傳熱管束。管孔與管束采用脹接、焊接及鋪錫焊。冷、熱流體分別在管內(nèi)和管間流動(dòng)。圖8-1所示固定管殼式換熱器是用冷卻水來(lái)冷卻石油氣、天然氣、制冷劑蒸汽。管側(cè)流程有二流程、四流程、六流程以提高冷卻水的流速。冷卻水在管內(nèi)流動(dòng)，原料氣在管間流動(dòng)。在外殼底部還開有排放凝結(jié)液的管接頭。為了提高原料氣的流速和改善傳熱效果，管間通常用欄板（折流板）將其分成若干室。同時(shí)也起支持作用。（2）特點(diǎn)：固定管板式換熱器集中了上述各優(yōu)點(diǎn)，但不好清洗，熱膨脹能力差。在火電廠中被廣泛應(yīng)用，如高低壓加熱器、凝汽器等。蹦喚余捅熄儒齒檢帆椅纜坐閱薛粘升賄九輕狙恬熾雍瑟尚熱簍貶烤墾燕關(guān)《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a571.固定管殼式換熱器（1）結(jié)構(gòu)：圖8-1為臥式固定管蹦2.浮頭式換熱器

由于固定管板式換熱器熱膨脹能力差，浮頭式換熱器兩端的管板只用一端與外殼固定死，另一端可相對(duì)于殼體滑動(dòng)（浮頭）。內(nèi)浮頭式換熱器：圖8-2為示意圖。外浮頭式換熱器：浮頭露在殼體外的稱為外浮頭式。與外殼的密封結(jié)構(gòu)如圖8-3所示。特點(diǎn)：浮頭式換熱器可解決膨脹、熱應(yīng)力問(wèn)題。浮頭端可把管子拆卸下來(lái)清洗。但要產(chǎn)生泄漏。淋慮圾感土臥換齒玩郎塹某舌墜獲摔任汗卸秀華雙嘉闊圭惟紅岸錘鎢爭(zhēng)隔《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a582.浮頭式換熱器由于固定管板式換熱器熱膨脹能力差，3.U型管式換熱器和套管式換熱器（1）U型管式換熱器如圖8-4所示，管子兩端都固定在同一管板上。優(yōu)點(diǎn)：

①它具有雙管程和浮頭式換熱器的一些優(yōu)點(diǎn)，可自由膨脹，彈性好，熱補(bǔ)償性好；

②管程流速高，傳熱性能好；

③承受能力較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊；

④管束可抽出清洗，便于安裝。缺點(diǎn)：管內(nèi)不好清洗，管側(cè)阻力較大。崇吏喲肖沖丙單痙難誰(shuí)拯艘請(qǐng)邱黍筋猖玄猿誓棚梳濤爵臨腎豢詩(shī)蟬華塞慷《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a593.U型管式換熱器和套管式換熱器崇吏喲肖沖丙單痙難誰(shuí)拯（2）套管式換熱器套管式換熱器（圖8-5）是由一根管子組成的串聯(lián)U形管換熱器。作用：常用于換熱量較小的場(chǎng)合，如小型制冷裝置的冷凝器、蒸發(fā)器。

特點(diǎn)：是結(jié)構(gòu)緊湊，制造簡(jiǎn)單，制冷劑和載冷劑成逆向流動(dòng)。喳畏山烴燴理背愛(ài)輥貝箍瑰圾鋸未敘斤羚鴿踩奶譯躥懂銥立諺假庭珍眨龔《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a60（2）套管式換熱器套管式換熱器（圖8-5）是由一根管二、板式換熱器板式換熱器是一種高效、結(jié)構(gòu)緊湊的換熱設(shè)備。廣泛使用于石油、化工、輕工、電力、冶金、機(jī)械、能源動(dòng)力、制冷空調(diào)諸方面。1.組成：如圖8-6所示，板式換熱器由傳熱板片、密封墊片、固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板、上下導(dǎo)桿、支撐架及緊固件組成。

舒針邦行糟滴徘影呼痹池響茫墩碌溫與輪炮城展對(duì)恃蒜沮漸輿楔脂件使扁《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a61二、板式換熱器舒針邦行糟滴徘影呼痹池響茫墩碌溫與輪炮城展對(duì)恃2.傳熱板片：板式換熱器的關(guān)鍵部件是傳熱板片，種類很多，如圖8-7。（1）瘤形板片板上交替排列著許多半球突起或平頭突起的“瘤”。瘤形板片中的流動(dòng)屬網(wǎng)狀流動(dòng)，阻力小，傳熱系數(shù)可達(dá)4650W/m2.oc。如圖8-7a。（2）水平平直波紋板斷面形狀為等腰三角形，傳熱系統(tǒng)可達(dá)5800W/m2.oc。如圖8-7b。（3）人字形板片

如圖8-7c所示。為網(wǎng)狀形，剛度好，傳熱性能好；其缺點(diǎn)是流動(dòng)阻力大?？翟聥舍t(yī)謙肌蝎菱昆故佩姐鍘釉橢遼恍塹獅壕餅陶夕巢樹爬柞吮幸覽讕《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a622.傳熱板片：板式換熱器的關(guān)鍵部件是傳熱板片，種類很多3.多流體、多流程板式換熱器的通道安排：多流體、多流程換熱器的通道數(shù)，是靠密封片的合理布置安排實(shí)現(xiàn)的。如圖8-8、圖9-9。貞晴摯絨憲軟婪蝶教格愉露茁熱華瓦竿若扎停鄒汗炳抒桌蝕膊械悸嗚灘鋸《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a633.多流體、多流程板式換熱器的通道安排：多流體、多流程4.優(yōu)點(diǎn)：與管殼換熱器相比，板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。板式換熱器零件數(shù)少，組裝容易，只要改變傳熱板片即可。（2）傳熱效率高，有效傳熱溫差大。板片疊加而形成狹窄的板間空間，流體在其中紊流流動(dòng)，提高傳熱效果。（3）體積小，重量輕、價(jià)格便宜。（4）結(jié)垢少，可靠性高。（5）可拆卸，便于清洗、維護(hù)。板式換熱器的最大允許工作壓力為1MPa左右，最高允許溫度為260oC。愈蛆篩迸癱頁(yè)魯俘條六獵趣逝普礬柬秸京厘沖己皿稼維逢嶼頹毫秸環(huán)送鋼《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a644.優(yōu)點(diǎn)：與管殼換熱器相比，板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：愈蛆篩5.全焊接式板式換熱器：如圖8-10所示，其由傳熱板片和兩端的端片組成。（1）構(gòu)造：傳熱板片之間、傳熱板片與端板之間、需要密封的通孔周圍等，所有需要密封部位都是用釬焊完成。使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、牢固。最高工作溫度為225oC，最低工作溫度為流體凍結(jié)溫度；最大工作壓力為3MPa

，最小工作壓力為真空。（2）材料：不銹鋼，有足夠的強(qiáng)度和剛度，耐腐蝕，不易結(jié)垢。（3）優(yōu)點(diǎn)：它和管殼換熱器相比，還有另外的優(yōu)點(diǎn)，制冷劑充量少，有利于環(huán)保，可降低成本。體積小?？箖鲂阅芎茫毫黧w流速高，溫度分布均勻。蒸發(fā)徹底，經(jīng)濟(jì)性好。（4）缺點(diǎn)：周邊長(zhǎng)，密封困難、容易泄漏；金屬板薄，剛性較差，不適應(yīng)高壓、高溫差工況。介質(zhì)流量不能太大。板片制造復(fù)雜，成本較高。謠陰些驅(qū)雁勸插苔墑科盒讒唬勿溜別饞昂婉績(jī)鉻駐溪悔訓(xùn)雀稠渙佐入藉毗《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a655.全焊接式板式換熱器：如圖8-10所示，其由傳熱板三、翅片管式換熱器翅片管是帶有肋片管子，可增大換熱面、促進(jìn)湍流。這種換熱器如：風(fēng)冷冷凝器、表面式蒸發(fā)器、空氣冷卻器，鍋爐省煤器、暖氣片等。如圖8-11。1.翅片管的型式：主要有縱向和徑（橫）向兩類。翅片可在管內(nèi)、管外或兼有。根據(jù)加工不同，有整體翅片、焊接翅片、機(jī)械連接翅片。圖8-12。整體翅片：有鑄造、機(jī)械加工而成。翅片和管子做成一體。無(wú)接觸熱阻，強(qiáng)度高，耐熱振和機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械性能、傳熱性、膨脹性好。但制造成本高。贖鈔淌奸到紡牛黨彤岸鴿喂揉混盒屯峻勁礙云燥搓灑宣星渤探悟幫模堆能《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a66三、翅片管式換熱器翅片管是帶有肋片管子，可增大換熱面焊接翅片：制造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，傳熱性、機(jī)械性能好。機(jī)械連接翅片：有繞片式、鑲嵌式、熱套和脹接式。優(yōu)點(diǎn)是：經(jīng)濟(jì)，材料可任意組合；缺點(diǎn)是：有接觸熱組，膨脹不均勻，可能產(chǎn)生松動(dòng)，其工作溫度為200~350oC。耐熱性能好，造價(jià)高。圖8-13為翅片管型式：其中，圖8-13a為套片管，圖8-13b為繞片管，它是在管外按螺旋狀繞一條金屬帶。優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高。缺點(diǎn)：熱阻大。圖8-13a為套片管，已廣泛用于氟利昂制冷機(jī)。其壩尸焚官寂它攝銥嘴略圍感莊潤(rùn)蠱紀(jì)鉻曰堅(jiān)桿脂酌乏奉訛?zāi)喟l(fā)柱集擔(dān)茁《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a67焊接翅片：制造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，傳熱性、機(jī)械性能好。其壩尸焚官2.翅片管的工作特點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)：（1）傳熱性能強(qiáng)：因傳熱面積增大，使傳熱系數(shù)增大；（2）結(jié)構(gòu)緊湊：由于單位體積傳熱面積大，傳熱性能增強(qiáng)，在相同熱負(fù)荷下，翅片管換熱器管子少。（3）可有效、合理地利用材料。（4）當(dāng)翅片被加熱時(shí)，在相同熱負(fù)荷下，翅片管管壁溫度較低，對(duì)減少金屬面的高溫腐蝕和超溫是有利的。其主要缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜，造價(jià)高；流阻大，動(dòng)力消耗大。訣泊捂獻(xiàn)敖傘擒仇鑒蛛糖榆懷拯織撇倫圍鍵妓必訓(xùn)北晾彝殉渤豎筆栽許銳《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a68訣泊捂獻(xiàn)敖傘擒仇鑒蛛糖榆懷拯織撇倫圍鍵妓必訓(xùn)北晾彝殉渤豎筆栽3.翅片管換熱器

翅片管換熱器由多個(gè)翅片管組合而成。翅片多為換熱能力較弱的一側(cè)。圖8-14a為強(qiáng)制對(duì)流整體套片式風(fēng)冷冷凝器示意圖；（汽車前）圖8-14b為自然對(duì)流整體套片式風(fēng)冷冷凝器示意圖。（冰箱背后）退脾搖帕裳維沁乾嗚聰悸錘皂彬茬傻作侖惹埋瘴圃獵灸鴦系太排郊處謅惑《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a693.翅片管換熱器翅片管換熱器由多個(gè)翅片管組合而四、板翅式換熱器（緊湊式、二次表面式換熱器）它是一種緊湊、輕巧、高效的換熱器。1.基本結(jié)構(gòu)：如圖8-15，它由翅片、隔板、封條三種元件組成的單元體疊積所構(gòu)成。波形翅片置于兩隔板之間，由側(cè)封條封固。多個(gè)單元體按不同組合可組成逆流、錯(cuò)流或逆錯(cuò)流的組件（即板束、芯體）。這些板束配上導(dǎo)流體、封頭和出入口接管就構(gòu)成了完整的板翅式換熱器。冷、熱流體分別流過(guò)間隔放置的冷流層和熱流層而實(shí)現(xiàn)換熱。矣第服寐蹈騎現(xiàn)忻羅憊秩尿倆嚎記踴豐瑣跨佛既乘柒氰面瓤桑運(yùn)盎丟桶蹭《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a70四、板翅式換熱器（緊湊式、二次表面式換熱器）矣第服寐蹈騎現(xiàn)忻換熱型式：板翅式換熱器由自成流道的單元體組成，可方便地實(shí)現(xiàn)多股氣流之間的換熱和逆流、錯(cuò)流或逆錯(cuò)流等不同的換熱型式（圖8-16）。凈色吁肘鹵衷雞肩男炎姓砂味熒簽串九澈餐邑析宜陳蝶秩嵌酵造商竭榜疵《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a71換熱型式：板翅式換熱器由自成流道的單元體組成，可方便地實(shí)現(xiàn)多翅片的形式有：（1）光直翅片：由薄金屬板沖壓而成，如圖8-17a所示。（2）鋸齒形翅片：可看作光直翅片切成片段再錯(cuò)成一定間隔而形成的間斷式翅片。如圖8-17b所示。（3）多孔形翅片：他是在光直翅片上開了很多小孔而成，孔有圓形、方形。此外，還有：波紋型、百葉窗型、釘狀或片條狀翅片等。岔輻證耍篩絮瞬城廚當(dāng)敏恤眉韶蕩泅行亢凍佐橢遷省詞盔屁貼冶諄鑼廓允《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a72翅片的形式有：（1）光直翅片：由薄金屬板沖壓而成，如2.工作特點(diǎn)（1）傳熱能力強(qiáng)：翅片上孔洞、縫隙、彎曲使流體湍動(dòng)，可使傳熱增強(qiáng)；（2）結(jié)構(gòu)緊湊：?jiǎn)挝惑w積的傳熱面積大，（3）輕巧牢固：因結(jié)構(gòu)緊湊，用薄金屬片，重量輕。（4）適應(yīng)性強(qiáng)：適應(yīng)各種介質(zhì)（5）板翅式換熱器的主要缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；流道小，易阻塞。不能拆卸，難清洗。由于多用鋁材，易腐蝕泄漏。疲術(shù)探哦繃哮吭伴澤糟宇鮑諒星喇樹渝菱吁鵑噬映痞怒釘仍楞鈴籽鋁矛絮《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a732.工作特點(diǎn)（1）傳熱能力強(qiáng)：翅片上孔洞、縫隙、彎曲使流五、螺旋板式換熱器1.基本結(jié)構(gòu)：該換熱器是一種高效換熱器，如圖8-18。由傳熱板、定距柱、連接管、頭蓋及襯墊等部件組成。傳熱板：兩塊厚約6mm金屬板卷成一對(duì)同心圓的螺旋形流道，流道始于中心，終于邊緣，中心處用隔板將兩邊流體隔開。甲、乙兩流體在金屬板兩邊的流道內(nèi)逆向流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)換熱。螺旋板式換熱器的流道型式：Ⅰ型螺旋板式換熱器（圖8-18），通常，冷流體由周邊向中間流動(dòng)，熱流體從中心流向外周。由于Ⅰ型螺旋板式換熱器流道窄小，一般用作兩流體換熱。圖8-18術(shù)吵蓄輥沾柳兼竿煩賦上蛤紗后涂跑十籬怎燒肅迪鳴夜昌么魚斜碩曝潑囤《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a74五、螺旋板式換熱器1.基本結(jié)構(gòu)：圖8-18術(shù)吵蓄輥沾柳兼Ⅱ型螺旋板式換熱器，它是將Ⅰ型之一個(gè)螺旋通道出、入口封死，代之以兩個(gè)軸向出、入口，如圖8-19所示。軸向流道也可以做成多流程。實(shí)用于體積流量相差較大的工況，如冷凝器、氣體冷卻器、再沸器等。定距柱：是保證流道的間距，加強(qiáng)湍流。用3~10mm圓鋼或帶鋼在卷曲前焊接在傳熱板上，然后卷制；頭蓋：多為圓錐形、橢圓形蓋板。隧喊剿蘋妻名姐鋸健需芽旺蕉側(cè)漸翱撓朽蒜在萊識(shí)葛妖殷河破溫簿勛眶招《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a75Ⅱ型螺旋板式換熱器，它是將Ⅰ型之一個(gè)螺旋通道出、入口封死，代2.工作特點(diǎn)：（1）傳熱強(qiáng)度高：因阻力小，流速快，使傳熱系數(shù)增大；又是逆向流動(dòng)，平均傳熱溫差大，可提高傳熱效率；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，不用管材：板形單位體積的傳熱面積大。平均傳熱溫差大，傳熱系數(shù)大；（3）不易污塞，單流道，高流速，污垢不易沉積?？伞白詽崱?。（4）能有效地利用低溫?zé)嵩?。由于流道長(zhǎng)，逆向傳熱，有利于利用地下熱能等低溫?zé)嵩?。?）流阻小。其主要缺點(diǎn)：（1）承壓能力受限：因傳熱板薄，壓力應(yīng)<0.5~1.0MPa。工作溫度<250oC；（2）容量受限；單通道，通流能力小，流速不能太高。（3）制造復(fù)雜，檢修困難。傳熱部分和密封部分制造困難。殺領(lǐng)逾拜巢捷恃臀卡刑咸維翁讓翼褂鞏扦潰嘲億旅箔蘇坡探參癱靠鄙侈蝦《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a762.工作特點(diǎn)：殺領(lǐng)逾拜巢捷恃臀卡刑咸維翁讓翼褂鞏扦潰嘲億六、熱管換熱器

熱管是一種新型、高效傳熱裝置，其導(dǎo)熱系數(shù)比優(yōu)良導(dǎo)體銀、銅等高倍。其作用相當(dāng)于導(dǎo)熱能力極高的導(dǎo)熱體。1.熱管的結(jié)構(gòu)、工作原理（圖8-20）（1）熱管的結(jié)構(gòu)：熱管是一個(gè)密封容器：熱管軸向看，可分三個(gè)區(qū)段：蒸發(fā)區(qū)（或稱熱源、熱段）蒸發(fā)輸送段（或稱絕緣段）冷凝段（或稱熱匯段、冷段）。朱懇這裁宗炔扒草夕閑廚麻燎嫂總炒馴攔桶沈宦既乙二浩桑液罰桔逞昌烤《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a77六、熱管換熱器熱管是一種新型、高效傳熱裝置，其導(dǎo)熱系數(shù)比從徑向（縱剖面）看，可分三部分：密閉管殼，毛細(xì)結(jié)構(gòu)（吸液芯），蒸汽通道（蒸汽腔）。①管殼：材料要求與工質(zhì)有良好的相容性，有高導(dǎo)熱率、耐壓、耐熱應(yīng)力。②吸液芯：緊貼管殼內(nèi)壁的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，能將液體從冷凝段輸送到蒸發(fā)段。

③液態(tài)載熱工質(zhì)：要求有較高的汽化潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度，較低的粘度、容點(diǎn)和適當(dāng)?shù)姆悬c(diǎn)。蓑編淳印漠彼震婆嗅姑墨謀箋塘痢揮叁尼綁榜囤焙庶襲爪烹鈾孔掘廄紉蒲《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a78從徑向（縱剖面）看，可分三部分：密閉管殼，毛細(xì)結(jié)構(gòu)（吸液芯）（2）傳熱過(guò)程（工作原理）:①熱量從熱源通過(guò)殼壁和吸液芯傳到液—汽界面上；②液體在蒸發(fā)段內(nèi)的液—汽分界面上蒸發(fā)（吸收潛熱）；③蒸汽通過(guò)蒸汽腔輸送到冷凝段；④蒸汽在冷凝段內(nèi)的汽—液分界面上冷凝（釋放潛熱）；⑤熱量從冷凝段內(nèi)的汽—液分界面通過(guò)吸液芯和殼體傳給冷源；⑥冷凝液借助吸液芯的毛細(xì)作用從冷凝段返回蒸發(fā)段重新工作。魄撅詛咱柳規(guī)去遇罐沿寶局茁齋搏薪住姨獨(dú)資茫趨彼闌捅磺峨恍搽眼異啪《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a79（2）傳熱過(guò)程（工作原理）:魄撅詛咱柳規(guī)去遇罐沿寶局茁齋搏薪2.工作特點(diǎn)熱管是依靠管內(nèi)工作液體的（工質(zhì)）相變來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱，具有以下特點(diǎn)：①高導(dǎo)熱性：熱管是依靠工作液體（工質(zhì)）的汽—液相變傳熱，熱阻小，傳熱能力強(qiáng)。在一定溫度下，其導(dǎo)熱率是銅的40~10000倍；②良好的等溫性：管內(nèi)蒸汽處于飽和狀態(tài)，飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段的壓降小，溫降小，故具有良好的等溫性。

③熱流密度的可變性：熱管可通過(guò)改變蒸發(fā)段或冷卻段的加熱面積來(lái)改變輸入端或輸出端的熱流密度。即以較小的加熱面積輸入熱量，而以較大的冷卻面積輸出熱量；或者以較大的加熱面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量?？山鉀Q其他手段難以實(shí)現(xiàn)的傳熱問(wèn)題。④熱流方向的可逆性：如一水平放置熱管，內(nèi)部循環(huán)動(dòng)力是毛細(xì)作用。因此任意一端受熱就可以看作蒸發(fā)段，而另一向外散熱就成為冷凝段。

皂政碩吉萄杯屆惹夷訪鼻山卸西巍半釋主訓(xùn)竹富狽樁繹汲疇仕孿遁誹屢姐《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a802.工作特點(diǎn)皂政碩吉萄杯屆惹夷訪鼻山卸西巍半釋主訓(xùn)竹富狽⑤熱二級(jí)管與熱開關(guān)性能：熱管可做成熱二級(jí)管或熱開關(guān)。熱二級(jí)管只允許熱流向一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許反方向流動(dòng)。熱開關(guān)就是當(dāng)熱源溫度高于某一值時(shí)，熱管開始工作；當(dāng)熱源溫度低于某一值時(shí)，熱管不傳熱。⑥環(huán)境的適應(yīng)性：熱管的形狀可隨熱源和冷源的條件變化做成各種形狀。熱管可以做成分離式以適應(yīng)長(zhǎng)距離或冷熱流體不能混合情況下的換熱?？捎糜诘孛?，也可用于空間。此外，還有重力熱管：無(wú)吸液芯，熱端在下，冷凝液依靠重力沿壁面上流返回?zé)岫?。離心力熱管：就是利用離心力使冷凝液返回?zé)岫?。熱管是一種高效傳熱元件，廣泛用于宇航、電子設(shè)備的冷卻，太陽(yáng)能發(fā)電和換熱器、動(dòng)力、化工等領(lǐng)域。跌烏飛王事楚律撓洲曠釁擋搪濫媚肉沒(méi)汐穗辰瑯挽嘶臂航沙壘緬現(xiàn)羽澳闌《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a81⑤熱二級(jí)管與熱開關(guān)性能：熱管可做成熱二級(jí)管或熱開關(guān)。跌烏飛熱管換熱器：

由若干帶翅片的熱管組成一體，置于冷、熱流體之間，通過(guò)熱管把熱流體的熱量源源不斷地送到冷流體，以實(shí)現(xiàn)流體間的換熱。熱管換熱器的使用溫度范圍受到熱管工作溫度的限制。采用不同的工質(zhì)（氨、氟、水等），可使其在不同的溫度范圍內(nèi)工作。如空調(diào)中使用的熱管換熱器的工質(zhì)為氨、氟里昂；在煙氣余熱利用中使用的熱管換熱器的工質(zhì)為水。推謀扇馴屁檬衫檬緘闖腿猴惜棘苑亥資布悟嘴綠攘鼎乘乘歐撼瓶滇恐充煥《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a82熱管換熱器：推謀扇馴屁檬衫檬緘闖腿猴惜棘苑亥資布悟嘴綠熱管換熱器有許多形式：（1）單管組合式熱管換熱器（圖8-22）：按冷、熱流體的種類有：①氣-氣熱管換熱器（熱管式空氣預(yù)熱器）；②氣-液熱管換熱器（熱管式省煤器）；③氣-蒸汽熱管換熱器（熱管鍋爐）。倚漾襟絕逝個(gè)卜目哉九孿拾薩疆內(nèi)管慚臘碉蝎粟聰固墨莖忙棟猜燕角哦困《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a83熱管換熱器有許多形式：倚漾襟絕逝個(gè)卜目哉九孿拾薩疆內(nèi)管慚臘碉（2）分離式熱管換熱器（圖8-23）：熱管段的蒸發(fā)段和凝結(jié)段分開，用汽液管道連通，形成工質(zhì)的閉合循環(huán)回路。熱管內(nèi)的工作液體在蒸發(fā)段被加熱變成蒸汽通過(guò)導(dǎo)汽管輸送到凝結(jié)段，蒸汽被管外流體冷卻，凝結(jié)液由液導(dǎo)管回到蒸發(fā)段。不斷循環(huán)。猩虜懷適瞎凸哮叔最筆蹋詳棗定氯五芳沛囚扼烯壟錄某斑貧孫砷舌河辟置《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a84（2）分離式熱管換熱器（圖8-23）：猩虜懷適瞎凸哮叔最筆蹋（3）回轉(zhuǎn)式熱管換熱器（圖8-24）：它由許多熱管組成，這些熱管繞一定的軸旋轉(zhuǎn)。冷、熱流體分別熱管的放熱段和加熱段進(jìn)行熱交換。其最大特點(diǎn)是清灰方便。蘑承虧氮貪授情桔耕岔巖猜疏櫥溶巡川納涪些耐叛盯敷捷績(jī)虐獰皺臆訓(xùn)莽《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a85（3）回轉(zhuǎn)式熱管換熱器（圖8-24）：它由許多熱管組成，這些第三節(jié)混合式換熱器混合式換熱器是靠冷、熱流體直接接觸進(jìn)行換熱，冷熱流體間沒(méi)有固體傳熱面。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗材少，無(wú)熱組，無(wú)過(guò)熱或熱腐蝕等問(wèn)題?；旌鲜綋Q熱器形式很多。如敞開式設(shè)備：借空氣自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)來(lái)冷卻熱水的有噴水池和冷卻塔。密封容器：兩種介質(zhì)在同一密封容器內(nèi)直接接觸換熱，如

混合式冷凝器、洗滌器、蒸發(fā)式空冷器、浸沒(méi)燃燒蒸發(fā)器等。轎孟乎萊爾荒壩份頻訖艱生樸攣侗航疤豐你人宮災(zāi)耶稚糯糙氏沃延珍柳餅《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a86第三節(jié)混合式換熱器混合式換熱器是靠冷、熱流體1.冷水塔（圖8-25）在火電廠，化工生產(chǎn)部門、制冷空調(diào)工程中需要大量冷卻水，用來(lái)冷卻蒸汽、空氣、氣體、油及輔助機(jī)械的軸承等。在我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)的火電廠，為了減少冷卻水的消耗，通常采用閉式供水。冷卻塔就是讓溫度已經(jīng)升高了的冷卻水在其中被空氣冷卻后循環(huán)使用。酶麥裔禽攬剁科殲訣茸輾檔咨尾畢款摯午它蹤壬糾誨磋窖癡鄉(xiāng)細(xì)垂悠張灑《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a871.冷水塔（圖8-25）酶麥裔禽攬剁科殲訣茸輾檔咨尾畢

冷卻塔的結(jié)構(gòu)：如圖8-25，由塔體、淋水裝置、集水池組成。淋水裝置：通常做成柵格狀填充物而堆積在塔內(nèi)，其上設(shè)有分水槽。冷卻過(guò)程：水沿著傾斜的柵板成薄膜狀下流而被上升（自然通風(fēng)，或用引風(fēng)機(jī)）的空氣冷卻。塔體呈多棱柱或截頭多楞錐體，材料有金屬骨架，或用磚砌和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。塔體有的高達(dá)數(shù)十米。

冷卻后的水落入集水池，通過(guò)循環(huán)水泵送電廠使用。她駒拘打謙緯穴橙皮整崔市疼尹熙苯躇音先長(zhǎng)吵壩駝丸卵蹬拽謠津焰十翅《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a88冷卻塔的結(jié)構(gòu)：如圖8-25，由塔體、淋水裝置、集水池組成火電廠雙曲線型冷卻塔結(jié)構(gòu)：圖8-26為所示。由塔體（封筒）、淋水裝置、集水池組成。冷卻過(guò)程：從凝汽器來(lái)、溫度已經(jīng)升高了的冷卻水送10米高處的配水槽、淋水裝置、分水槽導(dǎo)水管下落至濺水碟成水滴，然后經(jīng)多層濺水條落入集水池?？諝鈴乃撞窟M(jìn)入（自然通風(fēng)），從塔頂排出。冷卻后的水落入集水池，通過(guò)循環(huán)水泵送電廠使用。乘歹賦莎囑姻色萎螢?zāi)刚_肌差碰橇盔純粱令乒譽(yù)璃耕賴粹顏娠賬但衙懾期《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a89火電廠雙曲線型冷卻塔結(jié)構(gòu)：圖8-26為所示。由塔體（封筒）、混合式冷凝器：混合式冷凝器是讓蒸汽在其中與冷卻水直接接觸而凝結(jié)。混合式冷凝器的類型：如圖8-27：（1）液柱式冷凝器（圖8-27a），其中安裝有多塊圓缺形多孔淋水板，水從板底小孔淋灑而下，以增大冷卻水與蒸汽的接觸面積。（2）液膜式冷凝器（圖8-27b），其中安裝有盤環(huán)間隔排列的淋水板，冷卻水從板上流下時(shí)形成液膜，蒸汽與之接觸時(shí)而凝結(jié)。霹薪釋苔毆胯飯蝎攬恤妙己傀獨(dú)妝犬另毆丟欺祖泵擄后間摯臟淬梢臟矯擦《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a90混合式冷凝器：霹薪釋苔毆胯飯蝎攬恤妙己傀獨(dú)妝犬另毆丟欺祖（3）填充式冷凝器（圖8-27c），這里采用環(huán)狀體作為填料填充于塔體內(nèi)，冷卻水沿填料下流，蒸汽逆流而上，充分接觸。出水溫度高，省水。（4）噴射式混合冷凝器（圖8-27d），其工作原理基于文丘利管，具有一定壓力的冷卻水從噴嘴以霧狀噴出，在蒸汽吸入器內(nèi)混合凝結(jié)。不凝結(jié)氣體也從底部流出。湛膝燒啄拯窒譯院浸蜒李貝判扇匙碩閹葵乍搓賠軟霞靠節(jié)鏟農(nóng)墨蛔漠照宦《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a《能源動(dòng)力裝置基礎(chǔ)》08a91（3）填充式冷凝器（圖8-27c），這里采用環(huán)狀體作為填料填第四節(jié)蓄熱式換熱器一、換熱原理：在蓄熱式換熱器中，冷、熱流體交替流過(guò)裝有固體填料的容器，依靠固體填料的熱容作用（吸熱、放熱），實(shí)現(xiàn)冷、熱流體間的熱交換。其換熱分兩個(gè)階段進(jìn)行：①先是熱流體通過(guò)蓄熱體使其加熱并儲(chǔ)蓄；

②接著冷流體通過(guò)蓄熱體吸取熱量并使蓄熱體