U型管式换热器甲烷化反应器预热器的设计说明书+CAD图纸(3)

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1.2 换热器的分类及其特点

按传热方式分类，可以将换热器分为中间载热体式换热器和。[5]其中本课题锁设计的换热器是管壳式换热器，这类换热器属于间壁式换热器，也是应用最为广泛的一种换热器。

直接接触式换热器。像冷却塔、冷凝器这样的换热器就是属于直接接触式换热器。这类换热器的换热是通过冷、热流体直接接触，相互混合来进行。若想达到充分换热，那么就需要增加两种流体之间的接触面积，与填料来实现，这种换热器通常采用的是塔式结构。因为它具有传热效率高、设备结构简单，造价便宜等优点，所以经常用于化工生产中，但是只适用两种流体可以混合的场合。[6]

蓄热式换热器。这种换热器的传热方式和其它种类的换热器的区别还是挺大的，它的传热需要多孔性格子砖等构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触。这种换热器有结构紧凑、单位传热面积大、价格便宜等优点，所以比较适用于气-气热交换的场合。回转式空气预热器就是这类换热器。

间壁式换热器。这类换热器的冷热流体是被固体壁面分隔开的，彼此不接触，换热的时候，。[7]在工业生产中这类换热器运用的是最广泛的一种，它的形式也多种多样，我们常见的都是属于间壁式换热器。

中间载体式换热器。这类换热器的结构比较复杂，它是通过循环的载热体把两个间壁式换热器连接起来的换热器。这两个换热器一个是高温换热器，另一个是低温换热器，载，之后在低温流体换热器。[8]热管式换热器就是属于这类换热器。

1.3 列管式换热器的设计与研究内容来!自~751论-文|网www.751com.cn

列管式换热器共有三种结构形式，分别是固定管板式、浮头式和U型管式。本课题设计的是U型管式换热器，U型管式换热器主要是由管板、管束、壳体等零部件组成。列管式换热器在设计过程中主要有热力计算、材料选择和结构设计，在设计中需要选择或确定的数据共有三大类，即物性参数、工艺数据与结构数据。[9]

列管式换热器的运用现代工业中是非常常见的，但是进步都离不开发展，换热器也是这样，本课题所研究的内容就是如何使换热器的换热效率得到提高，并改善换热器连接的形式，从而提高换热器的密封性能。有些换热器因为工业生产的需要很高的换热效果，会制造的特别大，这样就会显得很笨重，也很浪费材料，如果能提高换热器的换热效率，那么换热器就可以建造的小一些，既方便使用，又节约了用料。提高换热器的传热效率，那么就要从换热管入手，换热管是换热器的心脏，换热管的形式直接影响换热器的传热效率。常见到有通过螺纹管强化传热的，有通过波纹管强化传热的，但是这些强化传热的效果都不是太好，本课题所研究的是如何通过翅片管来强化传热。翅片管是一种高效的传热元件，它传热性能对设备的冷却效果具有决定性作用。而且翅片管与螺纹管对比来说，具有更密的翅距，更大的传热面积，据估算是光滑管的5倍之多。[10]

泄漏是换热器使用过程中非常避讳的一个问题，因为泄漏不仅影响换热效率，而且如果泄漏的介质是有害的介质，那是相当危险的。很多泄漏的原因是由于腐蚀造成的，所以我们可以从换热器的材质与连接方式入手，把自然腐蚀降到最低。在现代工业飞速发展的情况下，迫切需要耐腐蚀，耐磨损，高强度的换热器材料，这也是换热器在以后研发当中的一个趋势。在连接方面，管板和筒体，管板和换热管等的连接都是重点设计的内容，如果没有合适的连接方式，很容易会产生泄漏的情况出现。[11]本设计研究的是采用排液管板的一种方式来改善泄漏问题，即采用上管板的普通管接头与管口位置相对较低的特殊焊接结构，连接接头处因腐蚀而产生泄漏的情况可以通过他们相结合的连接方式来改善。