2）偏心距
e1

b1
2

e2

b2

2
3）螺旋体的有效圈数
NY


b1
2
b2

d1



d1

b1
b2 2
2


4 LY 1

b1

b2

2

b1 b2 2
d1-卷辊的直径，LY1-螺旋板有效长度
4）螺旋体的圈数 无外圈板，无半圆筒体 有半圆筒体 有外圈板
螺旋板式换热器
管壳式换热器结构简单，适应性广，但传热效果欠佳，体积大。 从工程应用来看，在某些场合需要高传热效率，紧凑性（超过 700m2/m3）好的换热器，尤其在气—气换热器中，同等传热量和 功率消耗的条件下，其传热面积约为液—液换热器的10倍以上。
高效间壁式换热器：螺旋板式、板式、板翅式、翅片管以及热管 式换热器。

有相变，
p

2G2
2
0.046
deG

0.2

H de
1

3.结构设计
1）中心隔板宽度
W d1 b1 , 或W d2 b2 b-螺旋通道间距，-螺旋板厚度
W d1 b1 , 或W d2 b2
III型 螺旋通道由四张金属板卷制而成，一通道两端全部焊牢， 一侧流体由外缘旋转至中心，然后再由中心旋转至外缘排出；另 一侧流体仅作轴向流动。轴向流动通道截面积较螺旋通道大得多， 适用于流量相差较大的场合（如：气—液换热）。
结构特点及高效换热的原因
传热性能好 流体在螺旋通道内流动产生离心力使通道内外侧流体 之间形成二次流，增加了扰动，在较低的Re数下，流体仍可以处于 湍流状态。其次，等截面通道不存在流动死区，螺旋板片间的定距 柱也可增加流体的扰动。传热系数可达3000W/（m.°C）
NB NY 1 NB NY 0.5 NB NY
5）螺旋板有效长度LY及螺旋板计算长度LB
LY1


2
NY
d1


NY

1

b1
b2 2
2


LY 2 LY1 2 NY b1 b2
LB1


2
NB
d1


工程中
a 0.0397 Re0.784 Prm
de
2）对流换热系数a的确定（气体无相变）
Re≥20000，
a

0.003031 3.54

de Dm

c
pG
Re0.8

d 0.2 e
3）蒸汽冷凝（立式）
4 / l 2100
a
1.47

4
l


自洁能力强 流道单一，结垢处局部阻力增加，污垢已被冲刷掉。
传热温差小 流道较长，冷热流体的出口温度可精确控制，冷热流 体的出口温差可低至2 °C ，便于充分利用低温热能。
流动阻力小 流道规则、单一。可取高流速，液-2m/s，气-20m/s
工作参数
工作压力：一般1MPa、2.5MPa，最高4MPa。
工作温度：一般≤250 °C，特殊情况可达到450 °C。
pl
0.31

lΒιβλιοθήκη v 0.33 3.22 1

t 2.22
Cs-传热表面状态系数，铜、铁取1，不锈钢取0.7； p–蒸发压力，Pa; r-蒸发潜热，J/kg; t-壁面温度与饱和蒸汽温度之差，
5）无相变流体轴向流
对于液体，Re>10000，
a 0.023cpG Re0.2 Pr2/ 3
螺旋板式换热器适用于石油化工、制药、食品等轻工业领域的 气—气、气—液、液—液对流或冷凝的热交换。
I型
II型
III型
不同型式的螺旋板式换热器
一、螺旋板式换热器的构造
基本构造：由螺旋形传热板、隔板、头盖以及连接管等部件构成，
一般可分为可拆式和不可拆式。 螺旋板式换热器的传热面由两张平行 金属板相互间隔一定距离卷成螺旋形 而成，两板的内端头焊在同一隔板上， 外端头经连接板与壳体焊接，两端再 加以密封，形成两个螺旋形流道。冷 热流体分别在各自流道内流动，通过 螺旋板进行换热。
二、螺旋板式换热器的设计
1.热设计
1）对流换热系数a的确定（液体无相变）
Re≥6000，
a

0.0231 3.54

de Dm


de
Re0.8
Pr m
m-指数，流体加热时取4，冷却时取3； de-当量直径，de=2Heb/He+b，He-螺旋板有效宽度，b-通道间距； Dm-螺旋通道平均直径， Dm=（D+d）/2，D/d-螺旋体的外径/内径
中心隔板与螺旋板的焊接结构 不可拆式切向缩口的螺旋板式换热器
不可拆式切向缩口的螺旋板式换热器
三种型式
I型 两端全部焊牢，冷流体由壳体连接管进入壳体后，沿螺旋通 道流至中心，然后从一端面排出；热流体则从另一端进入中心， 沿螺旋通道流至外缘，然后从与壳体相连的另一接管排出。
II型 流动方式同I型。通道的两端面交替焊牢，两端各自另加一 可拆顶盖密封。
对于气体，Re>10000，
a 0.0303cpG0.8de0.2
螺旋板式换热器的传热系数
11

1
K

a1
r1, f


r2, f

a2
2.流动阻力的计算
1）介质为液体（无相变）
L 3.58
u2
p


de
g Re0.25

0.15Lns
39.23
2
Re=5000~44000，ns=116~232 ns-定距柱的密度，个/m2。
NB
1

b1
b2 2
2


LB2 LB1 2 N B b1 b2
l
l 2 3 2
l
g
1/ 3

-单位通道的冷凝量，kg/(s.m)， =Wl/2L； Wl –冷凝量，kg/s，
l-冷凝液的导热系数。
4 / l 2100
设计时可参照有关线图
4）立式热虹吸重沸器
a

0.225Cs
cpl

r
0.69

2）介质为气体（无相变）
p

9.80665G 2
m
ln
p1 p2
g2
fe
L de

fe-弯曲通道的摩擦系数（无定距柱） p1.、 p2 –气体进出口压力。
2）介质作轴向流动
无相变，
p

4G2
2
0.046
deG

0.2
H de
1