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(1)满足工艺过程所提出的要求,热交换强度高,热损失少,在有利的平均温差下工作;
(2)要有与温度和压力条件相适应的不易遭到破坏的工艺结构,制造简单,装修方便,经济合理,运行可靠;
(3)设备紧凑;节约空间,节约材料等
(4)较低的流动阻力,以减少热交换器的动力消耗。(泵与风机的功耗)
教材P1
(1)强化传热机理的研究和新型热交换器的研制;
(2)流体热物性的研究;(纳米流体)
(3)制造材料和防腐蚀技术的研究;(材料与保护)
(4)结垢和防垢技术的研究;
(5)设计工作的自动化和制造技术的研究;
(6)振动与防振措施的研究;
(7)测试技术的研究;
(8)换热器标准的制定研究等等。
(根据用途命名)
(1)加热器:用于把流体加热到所需温度,被加热流体在加热过程中不发生相变。
(2)预热器:用于流体的预热,以提高整套工艺装置的效率。
(3)过热器:用于加热饱和蒸汽,使其达到过热状态。
(4)蒸发器:用于加热液体,使其蒸发汽化。
(5)再沸器:用于加热已被冷凝的液体,使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。
(6)冷却器:用于冷却流体,使其达到所需温度。
(7)冷凝器:用于冷却凝结性饱和蒸汽,使其放出潜热而凝结液化。
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(1)金属材料换热器
由金属材料加工制成的换热器。常用的材料有碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金等。因金属材料导热系数大,故此类换热器的传热效率高。
(2)非金属材料换热器
有非金属材料制成的换热器。常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金属材料导热系数较小,故此类换热器的传热效率较低。常用于具有腐蚀性的物系。
(8)再热器:用于电厂再热循环。
(9)回热器:用于冷凝液的过冷。
(10)省煤器:用于加热锅炉的给水。
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顺流式、逆流式、错流式和混流式
顺流:参与换热的两种流体在传热面两侧以相同的方向流动;
逆流:参与换热的两种流体在传热面两侧以相反的方向流动;
错流:(又称叉流式)参与换热的两种流体垂直交叉流过传热面两侧。
(当交叉次数在四次以上时,可根据两种流体的总流动趋势看成逆流或顺流)
混流:(又称杂流式)两种流体在流动过程中既有顺流部分,又有逆流部分。
顺流
逆流
错流
总趋势逆流的四次错流
总趋势顺流的四次错流
先顺后逆的混流
先逆后顺的混流
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分成间壁式、混合式和蓄热式(热交换器最主要的一种分类方法)
(1)间壁式
冷、热流体被固体壁面隔开,互不接触,热量由热流体通过壁面传递给冷流体。形式多样,应用广泛。适于冷、热流体不允许混合的场合。本课程重点介绍此类换热器。如各种管壳式、板式结构的换热器。
(2)混合式(又称直接接触式)
冷、热流体通过直接接触换热。
典型的例子是冷却塔(冷水塔、凉水塔),喷射式热交换器。