3、间壁式换热器
在化工生产中遇到的多是冷热流体不允许直接混合的场合，间壁 式换热器应用广泛。
二、间壁式换热器
间壁式换热器的特点是冷，热两流体被一层固体壁面（管或板）
隔开，不相混合，通过间壁进行热交换。如套管换热器，径向的温差
是传热的推动力，热量首先由热流体主体以对流的方式传递到间壁内
侧，然后以导热的方式穿过间壁，最后由间壁外侧以对流的方式传递
三、间壁式换热器的设计
换热器的工艺计算有以下两类：
(1)设计计算：根据换热条件和要求，设计一台新换热器，需 要确定换热器的类型、结构及换热面积。
(2)校核计算：核算已有换热器能否满足换热要求，需要计算 流体的出口温度、换热量及流动阻力等。
三、间壁式换热器的设计
1、设计计算：
(a) 根据给定的换热条件，如流体性质、流量、温度和压力范围 等，选择换热器类型，计算换热面两侧的对流传热系数α1、α2 及总传热系数K；
WcCPc(t2 t1)
(b) 根据流体的进、出口温度求平均温差；
三、间壁式换热器的校核
Q KStm
三、间壁式换热器的设计
例题1：
在一钢制套管换热器中，用冷水将1kg/s的苯由65℃冷却至 15℃，冷却水ɸ25mm×2.5mm的内管中逆流流动，其出口温度 为10℃和45℃。已知苯和水的对流传传热系数分别为 0.82×103W/（m2·K）和1.88×103W/（m2·K）。钢材热导率 为45W/（m·K），两侧的污垢热阻可忽略不计。试求： （1）冷却水消耗量； （2）所需的总管长。
二、间壁式换热器
3、翅片式换热器
板翅片式换热器
优点:总传热系数高， 轻巧牢固，适应性强 缺点：结构复杂，清 洗检修困难
二、间壁式换热器
4、热管换热器
是一种新型高效换热装置通过 在全封闭真空管壳内工质的蒸发与 凝结来传递热量。 优点：优良的导热性、等温性，温 度可控，可远距离传热；
缺点: 抗氧化、耐高温性能差。
三、间壁式换热器的设计
三、间壁式换热器的设计
以管外面积为计算基准，忽略污垢热阻，则总传热系数
三、间壁式换热器的设计
由传热速率方程可得传热面积
故所需总管长
三、间壁式换热器的设计
Q A t
n
（1）固体的热导率
纯金属：t↑, λ↓ ;
非金属： ρ↑或 t↑, λ↑。 λ=λ0（1+αt）
式中λ、 λ0——固体分别在温度t、273K时的热导率，W/(m• K);
α——温度系数，对大多金属材料为负值，大多非金属材料为正值， 1/K。
（2）液体的热导率 液态金属的热导率比一般的液体高。
一、换热器
换热器是过程工业及许多工业部门的通用设备，在生 产中占有重要的地位，换热器的类型多种多样，若按传 热特征可分为以下三种：
1、直接接触式（混合式）
冷、热流体在换 热器内直接混合进 行换热。蒸汽喷射泵。
一、换热器
2、蓄热式换热器
换热器内装有填充物，冷 流体和热流体交替流过填充 物，以填充物交替吸热和放 热的方式进行热交换。
一、概述
几乎所有的化工生产过程均伴有传热操作，传热设备在化工 厂设备投资中占较大比例，有些可达40%。
传热设备 其它设备 40% 60%
传热的目的： (1)加热或冷却，使物料达到指定的温度； (2)换热，回收利用热量或冷量； (3)保温或保冷，减少热量或冷量的损失。
二、传热的基本方式
指直接接触的系统之间或系统内各部分之间没
传热速率为传热推动力与传热阻力的比值。 2、热通量
单位时间、单位传热面积上传递的热量 q （W/m2）；
四、热传导
1、温度场与等温面 在某一瞬间，温度在空间各点的分布称为温度场。 温度相同的点所组成的面称为等温面。
稳态传热与非稳态传热过程
t =f（x，y，z，θ）温度不仅与空间位置还与时间有关，为非 稳态传热；
t =f（x，y，z）温度只与空间位置有关与时间无关，为稳态传 热。
四、热传导
2、温度梯度
两等温面的温度差Δt与其间的垂直距 离Δn之比在Δn趋于零时的极限，即
lim t t n0 n n
3、傅立叶定律 物体各点间存在温度差时，因热传导而产生的热流大小的定律。
q t
n
q
t n
传热速率不仅与温度梯度成正比，还与传热面积成正比，即
目录
第一节 传热基本原理 第二节 间壁式换热器设计原理 第三节 间壁式换热器设计举例 第四节 新型换热设备简介
本节主要内容
一、概述 二、传热的基本方式 三、传热速率与热通量 四、热传导
一、概述
传热（热传递）是因存在温差而发生的热能转移过程，是 一个物理现象。 热传递现象无时无处不在，影响几乎遍及现代所有的工业 部门，应用广泛。
(b)
计算热负荷
Q
WhCph(T 1 T 2)
WcCPc(t2
t1)
求出未知的进、出口温度，并求出换热量Q；
三、间壁式换热器的设计
Q KStm
三、间壁式换热器的校核
2、校核计算步骤：
(a) 先假设满足要求，用一个流体的出口温度基于热平衡方程求
出所需要的换热量Q和另一个流体的出口温度；
Q WhCPh(T 1 T 2)
至冷流体主体。
th
热Φ
流 体
th,w
Φ
冷
流
tc,w
体
tc
流体通过间壁的热交换
二、间壁式换热器
1、管式换热器 套管式换热器
优点：结构简单、耐高压，传热面积易改变，严格逆流 缺点：接头多，易泄漏，单位管长传热面积小。
二、间壁式换热器
2、板式换热器 夹套式换热器
优点：结构简单、造价 低，可衬耐腐蚀材料 缺点：传热面受容器壁 面限制，传热系数小
（3）气体的热导率
气体的λ很小，对导热不利，对保温有利。
常见物质热导率的范围
物质种类
气体
液体
非导固体
金属
绝热材料
λ/[W/m·℃] 0.006～0.6 0.07～0.7 0.2～3.0 15～420 ＜0.25
第二节 间壁式换热器设计原理
本节主要内容
一、换热器的类型 二、间壁式换热器的种类 三、间壁式换热器的工艺计算
热传导
有宏观的相对运动，仅仅依靠分子、原子及自
由电子等微观粒子的热运动而实现热量传递的
传
现象。
热 方
热对流
流体各部分质点发生相对位移而引起的热量传 递过程，只能发生在流体中。
式
热辐射
物体因热的原因而产生电磁波在空间传递的现 象。
三、传热速率与热通量
1、传热速率 单位时间内通过传热面传递的热量 Q（W）；