传热过程及设备的选择与操作.pptVIP

**讨论：并、逆流在工业生产中的应用对于一定的传热任务而言，传热量Q一定时，若两流体的进出口温度确定时，若K值也相同，则由于Δtm逆Δtm并冷热两流体的进、出口温度相同时，逆流时平均传热温度差大于并流！由Q=KA△tm可推出：(1)传递相同热量时，逆流所需要的传热面积较并流时要小!逆流的优点*(2)可以节省冷却剂或加热剂的用量!逆流冷却时：因逆流时t2可以大于T2，而并流时t2总是小于T2，，所以逆流冷却时冷却剂的温升(t2-t1)比并流时大，对传递相同的热量，可节省冷却剂用量。逆流加热时：加热剂温度降低(T1-T2)比并流时大，因而传热量相同时，可降低加热剂消耗量。**注意：逆流的两个优点:（1）当生产任务（热负荷）一定时，所需传热面积小；当设备一定时，逆流操作可提高传热速率！（2）在热交换中，采用逆流操作可节省载热体用量。结论：当间壁两边的流体都变温时，除非有特殊要求，应选用逆流操作。注意这两个优点不可能同时具备！四、其它类型换热器(1)板式换热器*(1)板式换热器优点：结构紧凑，单位体积传热面积大；组装灵活方便；有较高的传热速率，可随时增减板数，有利于清洗和维修。缺点：处理量小；受垫片材料性能的限制，操作压力和温度不能过高。适用于需要经常清洗，工作环境要求十分紧凑，操作压力在2.5MPa以下,温度在-35～200℃的场合。*生产中的板式换热器*（2）螺旋板式换热器工作原理烧碱企业使用的螺旋板式换热器*优点：结构紧凑；单位体积传热面积大；流体在换热器内作严格的逆流流动，可在较小的温差下操作，能充分利用低温能源；由于流向不断改变，且允许选用较高流速，故传热效果好；又由于流速较高，同时有惯性高离心力作用，污垢不容易沉积。缺点：制造和检修都比较困难；流动阻力较大；操作压力和温度都不能太高，一般压力在2MPa以下,温度不超过400℃*(4)板翅式换热器*三、翅片式换热器用于气体的加热或冷却，当换热的另一方为液体或发生相变时，在气体一侧设置翅片，既可增大传热面积又可增加气体的湍动程度，提高传热效率。翅片管换热器的翅片热管换热器吸液芯（毛细多孔材料构成）*解决任务解决任务--预热原料所需的换热器类型的确定流体的性质对换热器类型的选择上往往会产生重大影响，如流体的物理性质（比热、导热系数、粘度），化学性质（如腐蚀性、热敏性），结垢情况以及是否有腐蚀性颗粒等因素都对传热设备的选型有影响。例如硝酸的加热器，由于流体的强腐蚀性决定了设备的结构材料，从而很快就限制了可能采用的结构范围。如对于热敏性大的液体，能否精确控制它在加热过程中的温度和停留时间往往就成为选型的主要前提。流体的清净程度和是否结垢，有时在选型上往往也起决定性作用，在本学习情景任务中，粗汽油中里面夹杂催化剂粉末，需要经常清洗换热面得物料，就不能选用高效的板翘式或其它不可拆卸的结构。同样，换热介质的流量、操作温度、压力等参数在选型时也很重要，例如板式换热器虽然高效紧凑，性能很好，但是由于受结构和垫片性能的限制，当压力或温度稍高时，或者流量很大时这种型式就不适用了。另外结构简单的蛇管或套管换热器，这些类型流体处理量小，价格高，不能适应现代大型化装置的需要。*随着结构材料和制造工艺的发展，列管换热器逐步推广到高温高压的场合下应用，目前这种换热器的最高使用压力为82.4MPa，温度达到1000℃。同时具有单位体积的传热面积大，结构紧凑、坚固、传热效果好，而且能用多种材料制造，适用性较强，操作弹性大等优点。能很好的满足稳定塔原料预热任务的要求。另外由于两流体温差较小，不需经常检修，从经济角度出发，可以选择固定管板式换热器。*五、流体.流入空间的选择流入空间的选择原则：1、不清洁或易结垢的物料应当流过易于清洗的一侧。对于固定管板式一般通过管内，直管内易于清洗；对于U型管换热器应该走管外！2、腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀。3、压力高的流体宜选管程，以防止壳体受压。4、饱和蒸汽宜走壳程，冷凝液易于排出，其α与流速无关。5、需通过增大流速，提高α的流体宜选管程，因管程流通面积小于壳程，易采用多程来提高流速。6、被冷却的流体一般走壳程，便于散热。7、黏度大、流量小的流体宜选壳程，因壳程的流道截面和流向都在不断变化，在Re100即可达到湍流。*思考题下面三个图都是余热锅炉结构示意图：(a)硝酸生产工艺中氨氧化后的余热锅炉；(b)以煤为原料生产生产半水煤气（ＣＯ＋Ｈ2）工艺中的余热锅炉；(c)合成氨装置中氨合成塔后的余热锅炉指出三个示