流體空間的選擇
要使換熱器正常而有效地操作,就慎重地選擇流動空間。
(1)溫度。高溫流體一般走管程,因為高溫會降低材料的許用應(yīng)力,所以高溫流體走管程可節(jié)省保溫層并減少殼體厚度,有時為了便于高溫流體的散熱,也可使高溫流體走殼程,但為了操作人員的安全,需設(shè)置保溫層。
(2)壓力。較高壓力的流體走管程,可減少殼體厚度。
(3)黏度。
(4)腐蝕性。腐蝕性較強的流體應(yīng)走管程,以節(jié)省耐腐蝕材料。
(5)壓力降。
(6)清潔性。較臟和易結(jié)垢的流體應(yīng)走管程,以便于清洗和控制結(jié)垢。如走殼程,則應(yīng)采取正方形排列,并采用可拆式(浮頭式、填料函式、U型管式)換熱器。
(7)流速。
(8)對流換熱系數(shù)。
殼管式換熱器是一種常見且廣泛應(yīng)用于工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域的熱交換設(shè)備。它是用于傳遞熱量的器件,常見于供暖、制冷、空調(diào)系統(tǒng)以及化工、電力等領(lǐng)域。
殼管式換熱器由一個外殼和一組內(nèi)部管子組成。外殼通常由金屬材料制成,內(nèi)部管道通常由金屬管或合金管組成。這些管道連接在一起,并通過殼體內(nèi)的支撐和固定裝置穩(wěn)固地固定在一起。
工作原理是通過殼體和管道分隔了兩種不同的流體,分別稱為“熱介質(zhì)”和“工作介質(zhì)”。當(dāng)熱介質(zhì)從一個端口進入并通過管道流動時,工作介質(zhì)從另一個端口進入并在相同的管道中流動,但在相反的方向上。在這個過程中,熱量從熱介質(zhì)傳遞到工作介質(zhì),從而完成熱能交換。
殼管式換熱器具有許多優(yōu)點。,它們的結(jié)構(gòu)堅固,可以經(jīng)受高壓和高溫的條件。其次,由于管道和殼體之間的良好隔離,兩種流體不會直接混合,因此換熱過程更為安全可靠。此外,殼管式換熱器的維護相對簡單,只需定期清洗和保養(yǎng),就可以保持其運行。
按換熱器傳熱面形狀和結(jié)構(gòu)分類
(1)管式換熱器:管式換熱器通過管子壁面進行傳熱,按傳熱管的結(jié)構(gòu)不同,可分為列管式換熱管、套管式換熱器、蛇管式換熱器和翅片管式換熱器等幾種。管式換熱器應(yīng)用廣。
(2)板式換熱器:板式換熱器通過板面進行傳熱,按傳熱板的結(jié)構(gòu)形式,可分為平板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器和熱板式換熱器。
(3)特殊形式換熱器:這類換熱器是指根據(jù)工藝特殊的要求而設(shè)計的具有特殊結(jié)構(gòu)的換熱器。如回轉(zhuǎn)式換熱器、熱管式換熱器等。
熱管式換熱器是一種利用熱管技術(shù)實現(xiàn)熱量傳遞的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于熱管理和能量回收領(lǐng)域。它的工作原理如下:
1.基本構(gòu)造:
熱管是一個封閉的管狀結(jié)構(gòu),內(nèi)部充滿一定量的工作介質(zhì),通常是液態(tài)。熱管的兩端有熱源端(蒸發(fā)段)和熱匯端(冷凝段)。熱管外部通常由一層絕熱材料包裹,以減少熱損失。
2.相變傳熱:
熱管內(nèi)的工作介質(zhì)在熱源端吸收熱量,使其蒸發(fā)成蒸汽。這個蒸發(fā)過程需要吸收大量的潛熱,使得工作介質(zhì)的溫度升高?! ?br />
3.熱量傳遞:
蒸汽由熱源端向熱匯端運動,通過熱管內(nèi)部的蒸汽壓力差驅(qū)動。蒸汽在內(nèi)部壁面上冷凝成液態(tài),釋放出潛熱。在熱匯端,工作介質(zhì)的溫度下降?! ?br />
4.液態(tài)回流:
由于蒸汽冷凝成液態(tài),液態(tài)工作介質(zhì)因重力和毛細作用回流至熱源端,重新參與蒸發(fā)過程。這樣的液態(tài)回流確保了熱管內(nèi)部的循環(huán)。
5.熱平衡:
在熱源端和熱匯端的蒸汽壓力差以及液態(tài)工作介質(zhì)的回流,導(dǎo)致了熱管內(nèi)部的熱量傳遞循環(huán)。隨著時間推移,熱管內(nèi)部會建立起一個熱平衡狀態(tài),其中熱源端和熱匯端的溫度差會保持相對穩(wěn)定?! ?br />
熱管式換熱器的工作原理充分利用了相變傳熱和熱量傳遞原理,使得它在許多應(yīng)用中表現(xiàn)出色。由于其無需外部動力和機械部件,因此具有可靠性高、效率較高等優(yōu)點,被廣泛用于熱管理、能量回收、溫控等領(lǐng)域。