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熱交換器和管殼式換熱器的異同點是什么?

來源: 熱交換器和管殼式換熱器的異同點是什么?
時間: 2024-07-27
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熱交換器是一個通用術語,用于描述各種類型的設備,它們通過一個壁面將熱量從一個流體傳遞到另一個流體。管殼式換熱器是熱交換器的一種類型,而板式換熱器則是另一種。以下是它們之間的一些主要異同點: 一、熱交換器和管殼式換熱器相同點: 1.傳熱原理:無論是管殼式還是板式換熱器,它

熱交換器是一個通用術語,用于描述各種類型的設備,它們通過一個壁面將熱量從一個流體傳遞到另一個流體,有板式換熱器、管式換熱器兩種不同的換熱設備。管殼式換熱器是熱交換器的一種類型,以下是它們之間的異同點:


一、熱交換器和管殼式換熱器相同點

1.傳熱原理:無論是管殼式換熱器還是其他類型的熱交換器,都是通過改變流體的流動路徑來實現熱量的傳遞。具體來說,都是利用兩種流體之間的溫差,通過傳熱面進行熱量的交換,使熱量從高溫流體傳遞到低溫流體,從而達到加熱或冷卻的目的。

2.材質選擇:都可以根據具體需求選擇不同材質的材料,以適應不同的工業環境。例如,對于有耐腐蝕要求的場合,可以選擇不銹鋼、鈦合金等耐腐蝕材料來制造換熱器的部件。


二、熱交換器和管殼式換熱器不同點

1.結構形式:

熱交換器:種類繁多,結構各異。如板式換熱器采用多層薄板設計,板片之間形成狹窄的通道,流體在板間流動進行傳熱;螺旋式換熱器則通過螺旋形的流道設計,使流體在流動過程中不斷改變方向,從而增大換熱面積。

管殼式換熱器:由一個外殼和內部的管束組成,主要部件包括管束、外殼體、管板、接管箱等。一種流體在管內流動,另一種流體在管外殼側流動,通過管壁進行熱交換。


2.傳熱效率:

熱交換器:以板式換熱器為例,其傳熱系數通常在30008000W/(m2·K),是管殼式換熱器的35倍。這主要得益于板片導熱系數高、湍流強化傳熱以及對向流換熱等因素。

管殼式換熱器:管壁熱阻和殼程死區會減弱傳熱效果,綜合傳熱系數相對較低,一般為60008000W/m2·℃。

熱交換器和管殼式換熱器的異同點是什么?

3.壓力損失:

熱交換器:板式換熱器的壓力損失一般為3060kPa,大于管殼式換熱器。這是因為板片褶皺增大了流體湍動力損失,對流掉頭時180°急轉彎的局部阻力大,且進出口管路直徑小,摩擦阻力大。

管殼式換熱器:管程阻力一般只有1030kPa,殼程阻力更小,整體壓損較低。


4.抗壓能力:

熱交換器:如板式換熱器依靠螺栓壓緊,抗壓能力較弱,一般低于3MPa。

管殼式換熱器:采用圓筒形殼體,抗壓強度高,最高工作壓力可達30MPa,在高壓環境下更具優勢。


5.適用工況:

熱交換器:板式換熱器等類型的熱交換器通常更適用于一些相對清潔的流體,以及對空間有一定限制的場景。例如,在制冷、空調等小流量、高傳熱效率的場合應用廣泛。

管殼式換熱器:更適合處理高流量和高溫高壓的情況,其結構較為堅固,能夠適應較為惡劣的工業環境,具有一定的耐腐蝕性,更能勝任一些工況較為苛刻的場合,例如含有顆粒物質或腐蝕性較強的介質。廣泛應用于化工、石油、制藥等行業的大流量、高溫高壓傳熱場景。


6.清洗維護:

熱交換器:板式換熱器的清洗較為方便,框架板式換熱器只要松開壓力螺栓,就可以松開板式換熱器管束,拆下板式換熱器進行機械清洗。

管殼式換熱器:清洗相對復雜,尤其是管內清洗,如U形管式換熱器管內清洗因管子成U形而較困難,除管束外圍的換熱管外,其他換熱管更換也較為困難。不過,管殼式換熱器維護成本低,操作簡單,清洗周期長。


7.換熱面積:

熱交換器:板式換熱器的換熱面積主要通過板片的數量和形狀來實現,優化板片的數量和形狀是增大換熱面積的關鍵。

管殼式換熱器:換熱面積主要通過管子的數量和長度來實現,增加管子的數量或長度可以有效增大換熱面積,提高熱交換效率。



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