一、气相换热器
气相平衡管的作用是为了平衡各点的压力,如一般负压塔的真空测点在塔顶受液罐上,如果没有塔顶受液罐到换热器顶部的气相平衡管那么所测压力不能反应换热器处的实际压力。
有了气相平衡管所测压力与塔顶冷凝器处的压力十分接近,从而减小了系统的压力误差。
二、对流换热器
1、表面式换热
这种传热方式是让温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,实现两种流体之间的换热。通过这种传热方式换热的换热器就叫表面式换热器,管壳式换热器、套管式换热器都属于这类型换热器。
2、蓄热式换热
这种传热方式是通过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,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。通过这种传热方式换热的换热器就叫蓄热式换热器。旋转式换热器、阀门切换式换热器等都属于这类型换热器。
3、流体连接间接式换热
这种传热方式是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来,让热载体在高温流体换热器和低温流体之间进行循环,让高温流体接受热量,在低温流体换热器中把热量释放给低温流体。通过这种传热方式换热的换热器就叫流体连接间接式换热器。
4、直接接触式换热
这种传热方式是让两种流体直接接触进行换热,达到直接换热的目的。通过这种传热方式换热的换热器就叫直接接触式换热器。常见的直接接触式换热器有冷水塔、气体冷凝器等等。
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三、气体热交换器
热交换器用到锅炉上面,工作原理是: 将室外新鲜气体经过过滤、净化,热交换处理后送进室内,同时又将室内受污染的有害气体进行热交换处理后排出室外,而室内的温度基本不受新风影响的一种高效节能,环保型的高科技产品。 全热交换器的核心器件是全热交换芯体,室内排出的污浊空气和室外送入的新鲜空气既通过传热板交换温度,同时又通过板上的微孔交换湿度,从而达到既通风换气又保持室内温、湿度稳定的效果。这就是全热交换过程。当全热交换器在夏季制冷期运行时,新风从排风中获得冷量,使温度降低,同时被排风干燥,使新风湿度降低;在冬季运行时,新风从排风中获得热量,使温度升高,同时被排风加湿。
四、高温气体换热器
一般汽水换热时,我们让高温气体走壳程,低温冷媒走管程。那么对于高温气体来讲,它的流动属于横掠管束流动,在这里我仅给出计算对流传热系数的公式:
Nu=C*Re^m,其中Nu为努赛尔特数,m是根据管径、管间距查表得出的修正系数;Re是表征流体流态的状态参数,雷诺数,Re=v*L/a(v为介质流速,L为特征长度,a为介质的导热系数)
而同时Nu=ht*L/a→ht=Nu*a/L,其中hc即为我们需要求的高温气体对流换热系数,W/(㎡K),其中a为气体的导热系数,根据设计的实际定性温度查表得出;L为特征长度,当流体横掠圆管时,我们一般取管外径。那么,通过上述计算步骤就可以求出高温气体的对流换热系数ht。
对于低温冷媒而言,它的流动可以认为是管内湍流,一般换热器我们设计的时候是选用直径16或者18的管子,当然这个是根据实际情况比如管材,流量,流体品质等等来决定。
管内湍流的传热模型较多,传热学史上也是众说纷纭,各有所长,我们一般推荐采用:
Nu=0.023*Re^0.8*Pr^n,其中Pr为流体的普朗特数,可根据定性温度查表,n为特征系数,流体被加热时n=0.4,流体被冷却时n=0.3;其余参数与上述相同,不再重复。
同样Nu=hc*L/a→hc=Nu*a/L,从而计算得出冷媒的对流传热系数,需要注意的是,这里的特征长度L为管内径。
换热器传热系数K的整合:
有了ht和hc以后,K=1/{(1/ht+Ro)/f +Rw+Ri(Ao/Ai)+(Ao/Ai)/hc}
其中,Ri和Ro分别为管内和管外的污垢热阻,根据你实际的流体性质可查表;
RW为管壁的导热热阻,与管子本身的材质有关304和CS的就截然不同;
Ao/Ai为管热管的瓦表面积与内表面积之比,如果管子没有进行翅化,也可以简化为外径与内径之比;
f为肋面总效率,如果外表面没有进行翅化,则f=1
五、气体换热器
1、从原理上说,二者是没有区别的,二者都是以达到冷热流体换热为目的的。
2、但二者也不能混为一谈。
(1)“换热器”的概念更加广泛,包含了所有的以热交换为目的的一切“换热设备”。比如,辐射换热器、对流换热器、板式换热器、针状换热器、热管换热器、扰流子换热器、蓄热式换热器、气气换热器、气液换热器,等等,这些都是堂堂正正的所谓“换热器”。
(2)当然,蒸发器、冷凝器也是属于换热器的一种类型,只不过这类的“换热器”有相变,比较特殊。因此,其名称通常是按照工质相变来命名的,以示与普通换热器的区别。比如,气体发生凝结的,就叫“冷凝器”,当然,液体发生蒸发的,就叫蒸发器了。但不论如何,它们仍然属于换热器的范畴。
(3)其他特殊应用的领域的还有:锅炉用的对流(屏蔽、高温、低温)过热器、高温(低温)再热器、省煤器,等等,这类“换热器”是按照使用目的或用处来命名的。其实,这些也都是比较特殊用途或特别领域应用的一类换热器。
当然,还会有其他的,如热风炉、余热锅炉等,这里就不再一一例举了。
最后要说明的是,换热方式不同,或换热器类型不同,换热器的设计、结构等都会有很大的区别。