基于HTRI的换热器优化设计(2)

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换热器中，至少有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体温度则较低，吸收热量。在实际中有时也会存在两种以上的流体参加换热，但它的基本原理与前一种情况没有本质上的区别。

在石油、化工、制冷、食品、动力等行业中广泛使用各种换热器，且换热器是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。我国工业不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，所以对换热器的要求也逐渐加强。换热器的设计制造结构改进以及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。

1.2.2 换热器分类

换热器作为传热设备广泛用于能耗量大的领域。随着节能技术的迅猛发展，换热器

的种类越来越多。适用于不同温度、不同压力、不同介质、不同工况的换热器，构造款型也不同，下面是换热器的具体分类 [2-7]：

1、按传热原理对换热器进行分类：

1）间壁式换热器温度有差异的两种流体在壁面分开的空间里流动，通过流体在壁表面的对流和壁面

的导热，两种流体之间进行换热。所以又称它为表面式换热器，这种换热器应用最广。间壁式换热器根据传热面结构的不同可分为管式、板面式和其他型式。

2）流体连接间接式换热器两个表面式换热器里面循环的热载体连接起来形成的换热器，高温流体和低温流体

之间有热载体在循环，高温流体接受热量，然后在低温流体换热器中把热量释放给低温流体。这种换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。

3）混合式换热器混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又

称接触式换热器。由于两种流体混合换热后必须要及时分离，这类换热器适合于气、液两种流体之间的换热。例如，冷水塔、气体冷凝器等。

4）蓄热式换热器由固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，首先热介质通过加

热固体物质达到一定温度后，然后冷介质通过固体物质被加热，最终达到热量传递的目的。蓄热式换热器有阀门切换式、旋转式等。

2、按用途对换热器进行分类：

1）加热器加热流体到一定的温度，不改变加热流体的相。 2）预热器加热流体，为后面工序的操作提供正确的工艺参数。 3）过热器加热流体，把流体(蒸汽或工艺气)加热到过热的状态。 4）蒸发器文献综述

把流体加热到沸点以上温度，使流体蒸发，发生相的变化。

5）冷却器冷却流体到一定的温度，不改变冷却流体的相。

3、列管式换热器分类列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器。

列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。

优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构稳固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。

结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。

列管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可以根据用户需要定制，按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为浮头式、固定管板式、U 型管式换热器，。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管内流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另一种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以下几种：