熱交換器的分類
分類簡介隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,各種工業(yè)部門要求熱交換器的類型和結(jié)構(gòu)要與之相適應(yīng),流體的種類、流體的運動、設(shè)備的壓力和溫度等也都必須滿足生產(chǎn)過程的要求。近代尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展(如高溫高壓、高速、低溫、超低溫等),又促使了高強(qiáng)度、高效率的緊湊型熱交換器層出不窮。雖然如此,所有的熱交換器仍可按照它們的一些共同特征來加以區(qū)分。例如:
(1)按照用途來分:預(yù)熱器(或加熱器)、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等等
(2)按照制造熱交換器的材料來分:金屬的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等等。
(3)按照溫度狀況來分:溫度工況穩(wěn)定的熱交換器,熱流大小以及在指定熱交換區(qū)域內(nèi)的溫度不隨時間而變;溫度工況不穩(wěn)定的熱交換器,傳熱面上的熱流和溫度都隨時間改變。
(4)按照熱流體與冷流體的流動方向來分:
順流式(或稱并流式):兩種流體平行地向著
同一方向流動,如圖0.1(a)
逆流式:兩種流體也是平行流動,但它們的流動方向相反,如圖0.1(b)
錯流式(或稱叉流式):兩種流體的流動方向互相垂直交叉,如圖0.1(c)。當(dāng)交叉次數(shù)在四次以上時,可根據(jù)兩種流體流向的總趨勢將其看成逆流或順流,如圖0.1(d)及(e)。
混流式:兩種流體在流動過程中既有順流部分,又有逆流部分,圖0.1(f)及(g)所示就是一例。
(5)按照傳送熱量的方法來分:間壁式、混合式、蓄熱式等三大類,這是熱交換器最主要的一種分類方法。
間壁式:熱流體和冷流體間有一固體壁面,一種流體恒在壁的一側(cè)流動,而另一種流體恒在壁的他側(cè)流動,兩種流體不直接接觸,熱量通過壁面進(jìn)行傳遞。
混合式(或稱直接接觸式):這種熱交換器內(nèi)依靠熱流體與冷流體的直接接觸而進(jìn)行傳熱,例如冷水塔以及噴射式熱交換器。
蓄熱式(或稱回?zé)崾剑浩渲幸灿泄腆w壁面,但兩種流體并非同時而是輪流地和壁面接觸。當(dāng)熱流體流過時,把熱量儲蓄于壁內(nèi),壁的溫度逐漸升高:而當(dāng)冷流體流過時,壁面放出熱量,壁的溫度逐漸降低,如此反復(fù)進(jìn)行,以達(dá)到熱交換的目的。例如煉鐵廠的熱風(fēng)爐。
在間壁式、混合式和蓄熱式三種類型中,間壁式熱交換器的生產(chǎn)經(jīng)驗、分析研究和計算方法比較豐富和完整,因而在對混合式和蓄熱式熱交換器進(jìn)行分析和計算時,常采用一些來源于間壁式熱交換器的計算方法。下面首先介紹間壁式熱交換器的各種不同型式。