第六节换热器
一、间壁式换热器的类型
按照换热面的形式，间壁式换热器主要有管式、板式和特殊形式三种类型。

1．管式换热器
（1）蛇管式换热器
蛇管换热器又可分为沉浸式和喷淋式两种。

①沉浸式换热器如图5-16a所示，是将蛇管沉浸在容器内，盘管内通入热流体，管外通过冷却水进行冷却或冷凝；或者用于加热或蒸发容器内的流体。

优点：结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造，适用于传热量不太大的场合。

缺点：管外对流传热系数小。

为了提高其传热性能，可在容器内安装搅拌器，使器内液体作强制对流。

②喷淋式换热器 5-17所示，主要用作冷却器。

优点：便于检修和清洗；缺点：喷洒不易均匀，体积庞大，占地面积大。

（2）套管式换热器如图5-18所示
（3）列管式换热器图5-20、图5-21、图5-2所示
①固定管板式
一般来说，传热管与壳体的材质不同，在换热过程中由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不同，因此它们的热膨胀程度也有差别。

若两流体的温度差较大，就可能由于过大的热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂。

因此，当两流体的温度差超过50℃时，就应采取热补偿的措施。

②具有补偿圈（或称膨胀节）的固定管板式换热器
这种补偿方法简单，但不宜应用于两流体温度差较大和壳程压力较高的场合。

③U型管式换热器如图5-21所示
④浮头式换热器如图5-22所示
列管换热器中，一般管内空间容易清洗，故不清洁和易结垢的流体走管内，还
有腐蚀性流体、高压流体和高温等流体走管内。

但是，蒸汽、沸腾液体走壳方，对于这种场合壳方不需要挡板。

2．板式换热器
这类换热器一般不能承受高压和高温，但对于压力较低、温度不高或腐蚀性强而须用贵重材料的场合，各种板式换热器都显示出更大的优越性。

（1）夹套式换热器如图5-25所示。

（2）螺旋板式换热器图5-26所示，
3．特殊形式的换热器
（1）翅片式换热器
在传热面上加装翅片的措施不仅增大了传热面积，而且增强了流体的扰动程度，从而使传热过程强化。

翅片式换热器有翅片管式换热器和板翅式换热器两类。

①翅片管式换热器如图5-27所示。

②板翅式换热器如图5-29所示。

（2）热管换热器热管是一种新型换热元件。

最简单的热管是在抽出不凝气体的金属管内充以某种工作液体，然后将两端封闭。

如图5-31所示。

二、传热过程的强化途径
t
1．增大传热面积A 2．增大平均温度差均
3．增大传热系数K
要提高K值，就必须减小对流传热热阻、污垢热阻和管壁热阻。

由于各项热阻所占比重不同，故应设法减小其中起控制作用的热阻。

根据对流传热过程分析，对流传热的热阻主要集中在靠近管壁的层流边界层上，减小层流边界层的厚度是减小对流传热热阻的主要途径，通常采用的措施有（1）提高流速（2）增强流体的人工扰动，强化流体的湍动程度。

（3）防止结垢
和及时清除垢层，以减小污垢热阻。

本章小结：传热的基本概念；热负荷的计算；平均温度差的计算；导热及对流传热速率方程式；传热系数的计算；传热面积的计算；列管式换热器的结构、特点；其他类型换热器的结构、特点。

作业：5-15。