热交换器的分类
分类简介随着科学和生产技术的发展,各种工业部门要求热交换器的类型和结构要与之相适应,流体的种类、流体的运动、设备的压力和温度等也都必须满足生产过程的要求。近代尖端科学技术的发展(如高温高压、高速、低温、超低温等),又促使了高强度、高效率的紧凑型热交换器层出不穷。虽然如此,所有的热交换器仍可按照它们的一些共同特征来加以区分。例如:
(1)按照用途来分:预热器(或加热器)、冷却器、冷凝器、蒸发器等等
(2)按照制造热交换器的材料来分:金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等等。
(3)按照温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。
(4)按照热流体与冷流体的流动方向来分:
顺流式(或称并流式):两种流体平行地向着
同一方向流动,如图0.1(a)
逆流式:两种流体也是平行流动,但它们的流动方向相反,如图0.1(b)
错流式(或称叉流式):两种流体的流动方向互相垂直交叉,如图0.1(c)。当交叉次数在四次以上时,可根据两种流体流向的总趋势将其看成逆流或顺流,如图0.1(d)及(e)。
混流式:两种流体在流动过程中既有顺流部分,又有逆流部分,图0.1(f)及(g)所示就是一例。
(5)按照传送热量的方法来分:间壁式、混合式、蓄热式等三大类,这是热交换器最主要的一种分类方法。
间壁式:热流体和冷流体间有一固体壁面,一种流体恒在壁的一侧流动,而另一种流体恒在壁的他侧流动,两种流体不直接接触,热量通过壁面进行传递。
混合式(或称直接接触式):这种热交换器内依靠热流体与冷流体的直接接触而进行传热,例如冷水塔以及喷射式热交换器。
蓄热式(或称回热式):其中也有固体壁面,但两种流体并非同时而是轮流地和壁面接触。当热流体流过时,把热量储蓄于壁内,壁的温度逐渐升高:而当冷流体流过时,壁面放出热量,壁的温度逐渐降低,如此反复进行,以达到热交换的目的。例如炼铁厂的热风炉。
在间壁式、混合式和蓄热式三种类型中,间壁式热交换器的生产经验、分析研究和计算方法比较丰富和完整,因而在对混合式和蓄热式热交换器进行分析和计算时,常采用一些来源于间壁式热交换器的计算方法。下面首先介绍间壁式热交换器的各种不同型式。