換熱設備是什么?有什么作用?
換熱設備是指將熱從熱流體傳遞到冷流體的設備。換熱設備廣泛應用于煉油、化工、輕工、制藥、機械、食品加工、電力和原子能行業。通常,在一些化工廠的設備投資中,換熱設備占總投資的30%;在現代煉油廠,熱交換器占工藝設備總投資的40%以上;在海水淡化的工業生產中,幾乎所有的設備都由熱交換器組成。換熱設備的先進性、合理性和運行可靠性直接影響產品的質量、數量和成本。
根據用途的不同,熱交換器可分為四類:加熱器、冷卻器、蒸發器和冷凝器。根據傳熱原理和不同形式的熱交換,它可以分為四種類型:壁間熱交換器、混合式熱交換器、再生式熱交換器(冷熱流體直接接觸)和帶液體熱載體的間接熱交換器。評價換熱設備的標準是傳熱效率高、流體阻力小、強度足夠、結構合理、節省材料、成本低、制造、安裝和維護方便。
管式換熱設備是一種以管壁為換熱隔板的換熱設備。這種換熱設備常用于盤管式、套管式、管狀和翅片管式。盤管換熱設備有兩種類型:浸入式和噴霧式。浸入式熱交換器是將盤管浸入裝有流體的容器中,通過盤管中的另一種流體進行熱交換。盤管可以做成各種形狀,有幾段直管并排排列(稱為排管)。有彎曲成螺旋狀的長管(稱為香圈),還有其他形式。熱交換器管的外部空間大,因此管外流體的流速小,傳熱系數不高,傳熱效率低。這是一種較舊的設備。本實用新型結構簡單,制造維修方便,成本低,耐高壓。由于管道外有大量液體,因此對操作條件的變化不敏感。
噴霧式用于將流體分散成液滴,并從頂部向下噴射,通過通常用作冷卻器的盤管外表面進行熱交換。這種熱交換器有兩種常見用途。一種方法用于冷卻高壓液氨。此時,冷卻液噴到管道外部。另一種是在常壓下冷卻牛奶。冷卻液在管內流動,而牛奶則噴在盤管的外表面上。
噴涂方法可以在上部噴涂管上鉆許多小孔,也可以使用鋸齒狀邊緣的小凹槽。這樣,噴霧液體將從小孔或齒緣均勻分布到線圈上,并依次向下流動。與浸入式相比,管外流體的傳熱系數提高,因此所需的傳熱面積、材料消耗和制造成本更低。此外,清潔和消毒也很方便。同時,冷卻水的消耗量僅為浸沒式的一半。但這類設備占地面積大,運行時管道外會出現水汽,對環境不利,因此常安裝在室外。此外,管道氧化快,使用壽命短,當液體噴射量變化時,溫度響應為敏感。
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