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間壁式換熱器的類型
      間壁式換熱器的特點是冷、熱兩流體被固體壁面隔開，不相混合，通過間壁進行熱量的      交換。此類換熱器中，以列管式應用最廣，本節將作重點介紹。其它常用的間壁式換熱器簡介如下：
      一、管式換熱器 
(一)蛇管式換熱器
蛇管式換熱器可分為兩類。
      1)沉浸式蛇管換熱器  蛇管多用金屬管子彎制而成，或制成適應容器要求的形狀，沉浸      在容器中。兩種流體分別在蛇管內、外流動而進行熱量交換。幾種常用的蛇管形式如圖4—      40所示。
      這種蛇管換熱器的優點是結構簡單，價格低廉，便于防腐蝕，能承受高壓。主要缺點是      由于容器的體積較蛇管的體積大得多，故管外流體的 較小，因而總傳熱系數K值也較小。      若在容器內增設攪拌器或減小管外空間，則可提高傳熱系數。 
2）噴淋式換熱器  噴淋式換熱器如圖4-41所示。它多用作冷卻器。固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上，熱流體在管內流動，自下部的管進入，由上部的管流出。冷水由最上面的多孔分布管(淋水管)流下，分布在蛇管上，并沿其兩側下降至下面的管子表面，最后流入水槽而排出。冷水在各管表面上流過時，與管內流體進行熱交換。這種設備常放置在室外空氣流通處，冷卻水在空氣中汽化時可帶走部分熱量，以提高冷卻效果。它和沉浸式蛇管換熱器相比，還具有便于檢修和清洗、傳熱效果也較好等優點，其缺點是噴淋不易均勻。
 
圖4-40  蛇管的形狀
 
圖4-41    噴淋式換熱器
1-彎管  2-循環泵  3-控制閥
在沉浸式換熱器的容器內，流體常處于不流動的動態，因此在某瞬間容器內各處的溫度 基本相同，而經過一段時間后，流體的溫度由初溫t1變為終溫t2，故屬于非定態傳熱過程。
    (二)套管式換熱器
套管式換熱器系用管件將兩種尺寸不同的標準管連接成為同心圓的套管，然后用180°的回彎管將多段套管串聯而成，如圖4-42所示。每一段套管稱為一程，程數可根據傳熱要求而增減。每程的有效長度為4～6m，若管子太長，管中間會向下彎曲，使環形中的流體分布不均勻。
套管換熱器的優點為：構造簡單；能耐高壓；傳熱面積可根據需要而增減；適當地選擇管內、外徑，可使流體的流速較大；且雙方的流體作嚴格的逆流，都有利于傳熱。其缺點為：管間接頭較多，易發生泄漏；單位長度具有傳熱面積較小。在需要傳熱面積不太大且要求壓強較高或傳熱效果較好時，宜采用套管式換熱器。
 
圖4—42  套管式換熱器
(三)列管式換熱器 
列管換熱器是目前化工生產中應用最廣泛的傳熱設備。與前述的各種換熱器相比，主  要優點是單位體積所具有的傳熱面積較大以及傳熱效果較好；此外，結構簡單，制造的材料  范圍較廣，操作彈性也較大等，因此在高溫、高壓和大型裝置上多采用列管式換熱器。
列管換熱器中，由于兩流體的溫度不同，使管束和殼體的溫度也不相同，因此它們的熱  膨脹程度也有差別。若兩流體的溫度差較大(50℃以上)時，就可能由于熱應力而引起設備  的變形，甚至彎曲或破裂，因此必須考慮這種熱膨脹的影響。根據熱補償方法的不同，列管  換熱器有下面幾種型式。
1.固定管板式
固定管板式換熱器如圖4—5所示。所謂固定管板式即兩端管板和殼體連接成一體，因  此它具有結構簡單和造價低廉的優點。但是由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應是  較潔凈且不易結垢的物料。當兩流體的溫度差較大時，應考慮熱補償。圖4—43為具有補償  圈(或稱膨脹節)的固定板式換熱器，即在外殼的適當部位焊上一個補償圈，當外殼和管束熱  膨脹不同時，補償圈發生彈性變形(拉伸或壓縮)，以適應外殼和管束的不同的熱膨脹程度。  這種熱補償方法簡單，但不宜用于兩流體的溫度差太大(不大于70℃)和殼方流體壓強過高  (一般不高于600kPa)的場合。
 
圖4-43  具有補償圈的固定管板式換熱器
1一擋板  2-補償圈  3-放氣嘴
2.U型管換熱器
U型管換熱器如圖4-44所示。管子彎成U型，管子的兩端固定在同一管板上，因此每      根管子可以自由伸縮，而與其它管子及殼體無關。
 
圖4-44  U型管換熱器
1一U型管  2一殼程隔板  3一管程隔板
      這種型式換熱器的結構也較簡單，重量輕，適用于高溫和高壓的場合。其主要缺點是管      內清洗比較困難，因此管內流體必須潔凈；且因管子需一定的彎曲半徑，故管板的利用率較差。
      3.浮頭式換熱器   
      浮頭式換熱器如圖4-45所示，兩端管板之一不與外殼固定連接，該端稱為浮頭。當管      子受熱(或受冷)時，管束連同浮頭可以自由伸縮，而與外殼的膨脹無關。浮頭式換熱器不但      可以補償熱膨脹，而且由于固定端的管板是以法蘭與殼體相連接的，因此管束可從殼體中抽      出，便于清洗和檢修。故浮頭式換熱器應用較為普遍。但該種換熱器結構較復雜，金屬耗量較多，造價也較高。
以上幾種類型的列管換熱器都有系列標準，可供選用。規格型號中通常標明型式、殼體直徑、傳熱面積、承受的壓強和管程數等。例如FA600—130—16-2的換熱器，FA表示浮頭式A型.換熱管為φ9X2mm，正三角行排列(FB表示浮頭B型，其換熱管為φ25X2.5mm，正方行排列)，殼體公稱直徑為600mm，公稱傳熱面積為130m2，公稱壓強為16at，管程數2。
 
圖4-45  浮頭式換熱器
1一管程隔板  2一殼程隔板  3一浮頭
      (一)夾套式換熱器
      這種換熱器構造簡單，如圖4—46所示。換熱器的夾套孝裝在容器的外部，夾套與器壁之間形成密閉的空間，為載熱體(加熱介質)或載冷體(冷卻介質)的通路。夾套通常用鋼或鑄鐵制成，可焊在器壁上或者用螺釘固定在容器的法蘭或器蓋上。.
      夾套式換熱器主要應用于反應過程的加熱或冷卻。在用蒸汽進行加熱時，蒸汽由上部接管進入夾套，冷凝水則由下部接管流出。作為冷卻器時，冷卻介質(如冷卻水)由夾套下部的接管進入，而由上部接管流出。
這種換熱器的傳熱系數較低，傳熱面又受容器的限制，因此適用于傳熱量不太大的場合。為了提高其傳熱性能，可在容器內安裝攪拌器，使器內液體作強制對流，為了彌補傳熱面的不足，還可在器內安裝蛇管等。
 
圖4-46  夾套式換熱器
1一容器2一夾套
  (二)板式換熱器
板式換熱器主要由一組長方形的薄金屬板平行排列、夾緊組裝于支架上而構成。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片，壓緊后可達到密封的目的，且可用墊片的厚度調節兩板間流體通道的大小。每塊板的四個角上，各開一個圓孔，其中有兩個圓孔和板面上的流道相通，另外兩個圓孔則不相通，它們的位置在相鄰板上是錯開的，以分別形成兩流體的通道。冷、熱流體交替地在板片兩側流過，通過金屬板片進行換熱。每塊金屬板面沖壓成凹凸規則的波紋，以使流體均勻流過板面，增加傳熱面積，并促使流體湍動，有利于傳熱。板式換熱器的示意圖如圖4-47所示。     
板式換熱器的優點是：結構緊湊，單位體積設備所提供的傳熱面積大；總傳熱系數高，如對低粘度液體的傳熱，K值可高達7000W／(m2?℃)；可根據需要增減板數以調節傳熱面積；檢修和清洗都較方便。     
      板式換熱器的缺點是：處理量不太大；操作壓強較低，一般低于1500kPa，最高也不超過2000kPa；因受墊片耐熱性能的限制，操作溫度不能過高，一般對合成橡膠墊圈不超過  &n