换热器思考题
1. 什么叫顺流?什么叫逆流(P3)?
流动型式示意图 2.热交换器设计计算的主要内容有那些(P6)? 度计算。
换热器设计计算包括以下四个方面的内容:热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强热负荷计算:根据具体条件,如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况,计算出传热系数及所需换热面积
结构计算:根据换热器传热面积,计算热交换器主要部件的尺寸,如对管壳式换热器,确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径,隔板数及位置等。
流动阻力计算:确定流体压降是否在限定的范围内,如果超出允许的数值,必须更改换热器的某些尺寸或流体流速,目的为选择泵或风机提供依据。
强度计算:确定换热器各部件,尤其是受压部件(如壳体)的压力大小,检查其强度是否在允许的范围内。对高温高压换热器更应重视。尽量采用标准件和标准材料。
3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么(P7)?
4. 流体在热交换器内流动,以平行流为例分析其温度变化特征(P9)?
5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示(P20)? 一次交叉流,两种流体各自不混合
一次交叉流,一种流体混合、另一种流体不混合 一次交叉流,两种流体均不混合
6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点(P25、26)? 什么是温度交叉,它有什么危害,如何避免(P38、76)? 7.管壳式换热器的主要部件分类与代号(P42)?
8.管壳式换热器中的折流板的作用是什么,折流板的间距过大或过小有什么不利之处(P49~50)?
换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数,为了获得良好的效果,折流挡板的尺寸和间距必须适当。对常用的圆缺形挡板,弓形切口过大或过小,都会产生流动“死区”,均不利于传热。一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15~0.45,常采用0.20和0.25两种。
挡板的间距过大,就不能保证流体垂直流过管束,使流速减小,管外对流传热系数下降;间距过小不便于检修,流动阻力也大。一般取挡板间距为壳体内径的0.2~1.0倍,我国系
列标准中采用的挡板间距为:固定管板式有150,300和600mm三种;浮头式有150,200,300,480和600mm五种。
a.切除过少 b.切除适当 c.切除过多
9管壳式换热器中管程与壳程中流体的速度有什么差异(P292)? 管壳式换热器中管程流体的速度大于壳程中流体的速度。
10.板式换热器与管壳式换热器的比较,板式换热器有什么优点(P125~127)?
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1)传热系数高:由于平板式换热器中板面有波纹或沟槽,可在低雷诺数(Re=200左右)下即达到湍流。而且板片厚度又小,故传热系数大。例如水对水的传热系数可达1500~4700W/(m2.℃)。 ?
2)结构紧凑:一般板间距为4~6mm,单位体积设备可提供的传热面为250~1000m2/m3(列管式换热器只有40~150 m2/m3)。平板式换热器的金属消耗量可减少一半以上。 ? ?
3)具有可拆结构:可根据需要,用调节板片数目的方法增减传热面积。操作灵活性大,检修、清洗也都比较方便。
平板式换热器的主要缺点是允许的操作压强和温度都比较低。通常操作压强低于1.5Mpa,最高不超过2.0Mpa,压强过高容易泄露。操作温度受垫片材料的耐热性限制,一般不超过250℃。另外由于两板的间距仅几毫米,流通面积较小,流速又不大,处理量较小。
11.板翅式换热器的一次传热面、二次传热面、翅片效率、翅片壁面总效率(P146、147~150)
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板翅式换热器的结构形式很多,但是基本结构元件相同,即在两块平行的薄金属板之间,加入波纹状或其它形状的金属翅片,将两侧面封死,即成为一个换热基本元件。将各基本元件进行不同的叠积和适当的排列,并用钎焊固定,即可。 ?
板翅式换热器的优点是:结构高度紧密、轻巧、单位体积设备所提供的传热面一般能达到2500 m2/m3,最高可达4300 m2/m3。通常用铝合金制造,故重量轻,在相同的传热面下,其重量约为列管式的十分之一。由于翅片促进了流体的湍动并破坏了热边界层的发展,故其传热系数较高;另外铝合金不仅导热系数高,而且在零度以下操作时,其延性和抗拉强度都很高,适用于低温和超低温的场合,故操作范围广,可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板有支撑作用,板翅式换热器允许操作压强也比较高,可达5MPa。 ?
这种换热器的缺点是设备流道很小,易堵塞,且清洗和检修困难,故所处理的物料