《换热设备实习》课件

换热设备实习实习是将理论知识应用于实践的重要环节，通过实践学习换热设备的设计、安装、调试和维护等方面的知识实习目的理论联系实际实践技能提升团队协作将课堂上学到的理论知识应用到实际培养独立操作、故障排除等实践能力在团队合作中，学习与他人沟通、协操作中，加深理解和掌握换热设备的，提高对换热设备的维护和管理水平调、配合，提升团队合作意识原理、结构和运行实习内容换热设备类型换热设备原理了解常见换热设备类型，包学习换热设备的基本原理，括板式换热器、管壳式换热包括热量平衡、传热过程和器、螺旋板换热器和涡旋换热传递系数等热器设备结构分析运行参数深入分析不同类型换热设备掌握换热设备的运行参数，的结构特点，例如板式换热例如流量、温度、压力和换器的板片、垫片和导流装置热效率等等常见换热设备类型板式换热器管壳式换热器螺旋板换热器涡旋换热器板式换热器采用薄金属板片管壳式换热器由管束、壳体螺旋板换热器由两块螺旋形涡旋换热器采用涡旋盘，使叠压而成，结构紧凑、传热、封头等组成，适用于高温板片构成，适用于粘性流体流体产生旋转流动，提高换效率高，适用于各种流体高压或腐蚀性流体或易结垢的流体热效率板式换热器板式换热器是一种高效紧凑的换热设备它由一系列薄金属板片组成，板片之间设有密封垫片，形成多个平行流道板式换热器结构紧凑，占地面积小，传热效率高，易于清洗和维护管壳式换热器管壳式换热器是一种常见的换热设备，其结构主要由管束、壳体和进出口组成管束通常由许多根细管组成，这些细管排列成一定的形状，例如螺旋形或直线形壳体包裹着管束，通常由钢板或铸铁制成进出口用于连接流体，可以是单个进出口或多个进出口螺旋板换热器螺旋板换热器是一种高效的换热设备，采用两片或多片螺旋板相互交错形成通道，并通过密封装置进行密封这种结构使冷热流体在板片间形成螺旋流动，提高了传热效率，并可根据需求进行定制涡旋换热器结构紧凑传热效率高应用广泛涡旋换热器结构紧凑，占地面积小，涡旋盘的设计使流体在换热器内部形涡旋换热器可用于各种工业领域，包适合安装在空间有限的区域成涡流，提高了传热效率括化工、制药、食品等换热设备的原理热量传递传热系数换热设备利用热量传递原理，将热量从高温流体传递到低传热系数是衡量换热设备效率的关键指标，代表了单位时温流体间内单位面积上的热量传递量热量传递主要有三种方式热传导、热对流和热辐射传热系数越高，换热效率越高，所需换热面积越小，换热设备尺寸越小热量平衡热量平衡是指换热器中冷热流体之间热量传递的平衡状态热量平衡原则热量输入等于热量输出传热过程传热是指热能从一个物体或系统转移到另一个物体或系统热量传递的方式主要有三种传导、对流和辐射传导是指热能通过物体的分子振动传递例如，将金属棒的一端加热，热能会通过金属棒的分子振动传递到另一端对流是指热能通过流体的运动传递例如，热水加热空气，热空气上升，冷空气下降，形成对流辐射是指热能通过电磁波传递例如，太阳辐射的热能通过电磁波传递到地球板式换热器结构板片垫片

1.

2.12板片是板式换热器的核心垫片安装在板片之间，密部件，负责进行热量传递封流体并保证传热面的紧，材质通常为不锈钢或钛密接触，材质一般为橡胶合金或石墨导流装置压紧装置

3.

4.34导流装置用于引导流体在压紧装置负责将板片和垫板片间流动，提高换热效片紧密压合，确保密封性率，通常包括压花、凹凸和传热效率，通常由螺栓纹等结构和螺母组成板片板片材质板片形状

1.

2.12板片通常由不锈钢、钛合金或镍合板片表面通常呈波纹状或压花状，金制成，这些材料具有良好的耐腐这些特殊的形状可以增加板片的表蚀性和耐热性，可以承受高温高压面积，提高传热效率的工作环境板片尺寸板片数量

3.

4.34板片的尺寸取决于换热器的大小和板片的数量决定了换热器的传热面所需传热面积，常见的板片尺寸有积，根据实际需求选择合适的数量英寸、英寸、英寸等，以达到最佳的换热效果121620垫片垫片是板式换热器的重要部件之一它用于密封板片之间的缝隙，防止介质泄漏垫片通常由橡胶或尼龙等材料制成，可以耐高温、耐腐蚀、耐压垫片的设计需要考虑介质的类型、温度、压力等因素，以确保其密封性能导流装置作用类型导流装置是板式换热器的重要组成部分常见导流装置包括折流板、扰流板和混合板它用于引导流体在板片之间流动，提高换热效率不同类型的导流装置适用于不同的流体和工况板式换热器运行参数板式换热器运行参数决定了设备的性能和效率1流量流体通过换热器的速度2温度流体进出口的温度差3压力流体在换热器内的压力损失流量温度参数说明入口温度流体进入换热器时的温度出口温度流体离开换热器时的温度温差入口温度与出口温度之差温度是影响换热效率的重要参数压力板式换热器工作压力是指流体在换热器内部流动的压力压力过高会导致设备损坏，压力过低则影响换热效率

0.6-

1.6MPa工作压力根据材料和结构设计，板式换热器通常承受

0.6到

1.6兆帕的工作压力

0.1MPa泄漏压力板式换热器通常设计为在

0.1兆帕的泄漏压力下保持密封

1.5MPa试验压力在出厂前，板式换热器会进行

1.5兆帕的压力测试，确保结构强度板式换热器选型效率压降材料选择板式换热器具有高传热效率，这得板式换热器通常具有较低的压降，多种材料可供选择，包括不锈钢、益于其独特的板片设计和紧凑的结这有助于降低能耗，并提高整体系钛、铜等，满足不同应用场景的需构，有效地提高了热量传递速率统效率求，并确保设备的耐腐蚀性和耐用性效率板式换热器管壳式换热螺旋板换热涡旋换热器器器较高较低较高中等板式换热器由于其结构紧凑，传热面积大，热量传递效率较高管壳式换热器由于传热面积较小，效率较低螺旋板换热器具有较大的传热面积，效率较高涡旋换热器介于两者之间，效率中等压降压降是指流体在换热器中流动时，由于摩擦阻力而导致的压力损失压降是换热器设计和选型的重要参数之一，它会影响换热器的运行效率和能耗510kPa kPa板式换热器压降管壳式换热器压降31kPa kPa螺旋板换热器压降涡旋换热器压降材料选择耐腐蚀性耐高温性板式换热器常用于腐蚀性环境，例如海水淡化或化学处理高温环境下，材料应具有足够的强度和抗氧化性能，以确因此，材料应具有良好的耐腐蚀性能，例如不锈钢或钛保换热器的长期稳定运行例如，高镍合金或耐热钢合金管壳式换热器结构管束壳体

1.

2.12管束是由多个并排排列的壳体是包裹管束的金属外金属管组成，是换热器中壳，通常由钢制成，并带的主要传热部件有进出口连接挡板传热介质

3.

4.34挡板位于壳体内，用于引换热器中使用的传热介质导流体流动，并增加流体，可以是液体或气体，在与管束的接触面积管束和壳体之间流动，进行热量交换管束管束由许多根管子组成这些管子通常由金属制成管子通过壳体内的流体进行热交换管束的形状和尺寸会影响换热效率管束的结构必须牢固，能够承受压力和温度变化管束还需易于清洁和维护壳体材料选择结构设计通常采用耐腐蚀性强的材料壳体设计需要确保强度和刚，例如不锈钢、碳钢或合金度，同时要考虑流体流动和钢，具体取决于工作介质的换热效率性质尺寸和形状壳体尺寸和形状取决于换热面积需求、流体流量和压力要求进出口设计进出口设计管壳式换热器进出口螺旋板换热器进出口进出口设计主要取决于换热器的类型管壳式换热器通常采用多通道设计，螺旋板换热器进出口通常位于板片的和应用，目的是确保流体的均匀分布以优化流体混合和减少死角，提高传中心，以确保流体在螺旋通道中均匀和高效传热热效率分布，最大化换热面积管壳式换热器运行参数通过系数通过系数是衡量换热器效率的重要指标之一它反映了热量传递的速率，数值越大，意味着在相同条件下，换热器能够传递的热量越多换热面积换热面积是指换热器中流体接触的表面积，单位为平方米它决定了换热器的传热能力，换热面积越大，传热能力越强换热面积与换热器的类型、尺寸、结构等因素有关压力损失管壳式换热器压力损失主要由流体在管束和壳体内的摩擦造成影响压力损失的因素包括流速、流体粘度、换热器几何结构等10%~20%损失典型的压力损失20%~30%影响占总压降5%~10%损失换热器出口管壳式换热器选型传热效率压降管壳式换热器传热效率高，适用于高管壳式换热器压降相对较高，需要在热负荷的应用场景通过优化管束设选型时考虑流体特性和压降限制优计、壳体结构和流体分配，可以进一化管路设计和流体分配可以降低压降步提升效率三管程三管程结构流体路径应用场景管束中流体进行三次热交换，提高换冷热流体分别在管内、管外流动，进适用于要求较高换热效率和温差控制热效率行三次换热的场合四管程结构复杂换热效率高四管程管壳式换热器结构相四管程结构可以实现更高的对复杂，涉及多个流体通道热量传递效率，适用于需要更高热交换性能的应用应用场景常用于高压、高温、高粘度等特殊工况，例如石油化工、电力等行业串并联并联串联多台换热器并联连接，提高总的换热量多台换热器串联连接，提高总的温差螺旋板换热器结构螺旋板密封装置支撑结构123螺旋板是由两张薄钢板卷制而螺旋板的边缘通常使用垫片密螺旋板通过特殊的支架或框架成，它们之间有许多相互连接封，以防止泄漏，并保证流体固定，以确保其结构稳定性，的通道，以形成一个曲折的流的隔离并防止变形体通道螺旋板螺旋结构多层螺旋板相互交错，形成多个通道，增大传热面积流体流动流体在螺旋通道中流动，提高传热效率，降低压力损失材质选择根据工况要求，可以选择不同的材质，如不锈钢、碳钢、钛材等密封装置垫片密封焊接密封垫片采用弹性材料，压缩后焊接密封强度高，但加工难形成密封度大型圈密封其他密封O型圈密封适用于低压场合根据具体工况，选择合适的O密封方式支撑结构支撑结构支撑结构类型支撑结构材料支撑结构用来支撑螺旋板支撑结构主要有三种类型支撑结构的材料通常选择:，防止螺旋板在运行时发外支撑、内支撑和组合支不锈钢或耐腐蚀的合金，生变形或弯曲支撑结构撑外支撑直接安装在螺以确保其在恶劣环境下能通常由金属框架构成，并旋板外侧，内支撑安装在够长期稳定运行通过螺栓固定在螺旋板外螺旋板内部，组合支撑则缘将内外支撑结合在一起螺旋板换热器运行参数螺旋板换热器运行参数对于优化其性能至关重要主要参数包括换热效率、压力损失、流量范围等85%效率螺旋板换热器通常具有较高的换热效率，可达85%以上

0.5~

2.0bar压力损失压力损失是衡量换热器运行阻力的指标，通常在

0.5~

2.0bar之间10~1000m3/h流量范围螺旋板换热器的流量范围通常在10~1000m3/h之间，取决于具体的设计换热效率压力损失换热器类型压力损失板式换热器压力损失较小，一般在

0.1-巴

0.5管壳式换热器压力损失较大，一般在

0.5-2巴螺旋板换热器压力损失介于两者之间，一般在巴

0.2-1螺旋板换热器运行参数螺旋板换热器流量范围取决于多种因素，例如板片尺寸、板片间距、流体性质等10100m³/h m³/h小型螺旋板换热器流量范围大型螺旋板换热器流量范围1K10Km³/h m³/h一些大型工业应用螺旋板换热器可达此流量最大流量范围，通常用于大型工业过程螺旋板换热器选型效率尺寸压力损失适用范围螺旋板换热器具有高换热效螺旋板换热器在尺寸方面具螺旋板换热器能够有效降低螺旋板换热器广泛应用于多率，其设计特点使其能够实有优势，可以根据需求定制压力损失，提高系统整体效种领域，包括食品加工、化现更紧凑的换热面积，提高，适用于空间有限的场合率，减少能耗工、医药等，可满足不同行传热效果业的需求板片设计材料选择压花工艺尺寸设计板片材料需耐腐蚀、耐高温、强度板片表面压花可增加传热面积，提板片尺寸需根据实际需求进行设计高，并具有良好的热传导性能常高换热效率压花形式多样，如波，包括板片长度、宽度、厚度等见的材料包括不锈钢、钛合金、镍纹形、人字形、蛇形等尺寸设计需考虑流体流动阻力、换合金等热效率等因素壳体设计材质选择结构设计壳体材料应具有良好的耐腐蚀性壳体结构应保证强度和刚度，防和耐高温性常见材料包括碳钢止变形和泄漏常见的壳体结构、不锈钢和合金钢，根据工作介形式有圆形、方形和矩形，根据质和工作环境选择合适的材质换热器的尺寸和压力选择合适的结构形式密封设计工艺设计壳体与板片的连接处需要密封，壳体加工工艺应保证尺寸精度和防止介质泄漏常见的密封方式表面质量常见的加工工艺包括包括垫片密封、形圈密封和焊接切割、焊接、打磨和抛光，根据O密封，根据换热器的工况选择合壳体结构和材质选择合适的加工适的密封方式工艺联结方式焊接螺栓连接焊接是一种常见的联结方式，可实现牢固的连接螺栓连接适用于可拆卸的换热器，便于维护和检修卡箍式压接卡箍式联结方便安装和拆卸，常用于小型换热器压接是一种紧密连接的方式，适用于对密封性要求较高的应用涡旋换热器结构涡旋盘涡旋换热器核心组件，设计成具有特定形状的盘状结构盘面上设置了螺旋状的叶片或凹槽，用于引导流体以涡旋形式流动，增强流体之间的混合和传热固定盘固定在涡旋盘外侧的盘状结构，用于支撑涡旋盘并防止其旋转，同时还能引导流体进入涡旋盘外壳将涡旋盘和固定盘包裹起来，形成封闭的换热空间，并提供进出口通道，方便流体的进出和换热涡旋盘形状设计涡旋盘通常采用螺旋形或波浪形设计，旨在增强流体混合和湍流，从而提高传热系数中心位置涡旋盘位于涡旋换热器中心，其设计至关重要，因为它直接影响着流体的流动路径和换热效率固定盘固定支撑密封设计耐腐蚀材料固定盘是涡旋换热器的关键结构，它固定盘与涡旋盘之间通常采用密封设固定盘通常采用耐腐蚀的材料，例如支撑着涡旋盘，并确保涡旋盘的稳定计，防止流体泄漏，保证换热效率不锈钢，以确保其在恶劣环境下能够运行长期稳定运行。