換熱器的原理與應用

tags:    時間:2014-03-12 02:43:38
換熱器的原理與應用簡介
      換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,又稱熱交換器。   換熱器的應用廣泛,日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機裝置中的凝汽器和航天火箭上的……
換熱器的原理與應用正文

    


換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,又稱熱交換器。


換熱器的應用廣泛,日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機裝置中的凝汽器和航天火箭上的油冷卻器等,都是換熱器。它還廣泛應用於化工、石油、動力和原子能等工業部門。它的主要功能是保證工藝過程對介質所要求的特定溫度,同時也是提高能源利用率的主要設備之一。


換熱器既可是一種單獨的設備,如加熱器、冷卻器和凝汽器等;也可是某一工藝設備的組成部分,如氨合成塔內的熱交換器。


由於製造工藝和科學水平的限制,早期的換熱器只能採用簡單的結構,而且傳熱面積小、體積大和笨重,如蛇管式換熱器等。隨著製造工藝的發展,逐步形成一種管殼式換熱器,它不僅單位體積具有較大的傳熱面積,而且傳熱效果也較好,長期以來在工業生產中成為一種典型的換熱器。


二十世紀20年代出現板式換熱器,並應用於食品工業。以板代管製成的換熱器,結構緊湊,傳熱效果好,因此陸續發展為多種形式。30年代初,瑞典首次製成螺旋板換熱器。接著英國用釺焊法製造出一種由銅及其合金材料製成的板翅式換熱器,用于飛機發動機的散熱。30年代末,瑞典又製造出第一台板殼式換熱器,用於紙漿工廠。在此期間,為了解決強腐蝕性介質的換熱問題,人們對新型材料製成的換熱器開始注意。


60年代左右,由於空間技術和尖端科學的迅速發展,迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器,再加上衝壓、釺焊和密封等技術的發展,換熱器製造工藝得到進一步完善,從而推動了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發展和廣泛應用。此外,自60年代開始,為了適應高溫和高壓條件下的換熱和節能的需要,典型的管殼式換熱器也得到了進一步的發展。70年代中期,為了強化傳熱,在研究和發展熱管的基礎上又創製出熱管式換熱器。


換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。


混合式換熱器是通過冷、熱流體的直接接觸、混合進行熱量交換的換熱器,又稱接觸式換熱器。由於兩流體混合換熱后必須及時分離,這類換熱器適合於氣、液兩流體之間的換熱。例如,化工廠和發電廠所用的涼水塔中,熱水由上往下噴淋,而冷空氣自下而上吸入,在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面,熱水和冷空氣相互接觸進行換熱,熱水被冷卻,冷空氣被加熱,然後依靠兩流體本身的密度差得以及時分離。

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