传热是最重要的工业过程之一。在任何工业设施中，必须添加、去除热量或将热量从一个工艺流移动到另一个工艺流。传热有三种基本类型。传导，对流和辐射。在化学加工工业中遇到的两种最常见的形式是传导和对流。为了将热量从一个过程传递到另一个过程，使用热交换器。

什么是热交换器

热交换器是一种用于从一种介质到另一种介质的高效传热的设备。介质可能由实心壁隔开，以便它们永远不会混合，或者它们可能直接接触。广泛应用于空间采暖、制冷、空调、发电厂、化工厂、石化厂、炼油厂、天然气加工等。热交换器的一个常见示例是汽车中的散热器，其中热源（即热的发动机冷却液）将热量传递到流经散热器的空气（即传热介质）。

热交换器有如此多的形状，尺寸，品牌和型号，它们被归类为共同特征。可用于对它们进行分类的一个共同特征是两种流体相对于彼此的流动方向。

三类是平行流、逆流和错流。

• 当管侧流体和壳侧流体沿同一方向流动时，存在平行流动。

• 当两种流体以相反的方向流动时，存在逆流。每种流体的两端都进入热交换器。

• 当一种流体垂直于第二种流体流动时，存在错流;也就是说，一种流体流经管子，第二种流体以90°角绕过管子。

最常见的热交换器类型是板式和壳管式。其他是蓄热式换热器，绝热轮式换热器，板翅式换热器，流体热交换器，废热回收装置和动态刮板式换热器。

管壳式换热器的基本结构

管壳式换热器是工业过程应用中用于传热最广泛的载体。他们经常被挑选来履行以下职责。

• 工艺液体或气体冷却

• 工艺或制冷剂蒸汽或蒸汽冷凝

• 工艺液体、蒸汽或制冷剂蒸发

• 工艺散热和给水预热

• 热能节约努力，热回收

• 压缩机、涡轮机和发动机冷却、机油和水套水

• 液压和润滑油冷却

• 许多其他工业应用

管壳式换热器能够以相对较低的成本、可维护的设计传递大量热量。它们可以提供大量有效的管表面，同时最大限度地减少对占地面积，液体体积和重量的要求。
管壳式换热器有多种尺寸可供选择。它们已经在工业中使用了150多年，因此热技术和制造方法被现代竞争制造商很好地定义和应用。
从标准金属到具有平坦或增强表面特性的稀有金属的管表面随处可见。它们可以帮助为所涉及的流量、液体和温度提供成本最低的机械设计。

有两种不同类型的管壳式换热器，部分基于壳体直径。外壳直径从 2" 到 12" 左右，外壳结构采用低成本焊接钢、带轮毂锻件的钎焊管、铸造端帽和轧制或钎焊到管板的铜管。这种类型的型号通常使用1/4"和3/8"管，并且对于一般工业用途通常是2或4次通过。

另一种主要类型的管壳式换热器一般见壳体直径从10"到100"以上。常用的钢管通常使用直径达24"的钢管。
高于24"，制造商使用轧制和焊接钢板，这更昂贵，圆度可能成为一个问题。
这种类型的热交换器通常按照管式换热器制造商协会TEMA规定的标准制造。TEMA与用户和制造商合作，为要采用的施工方法，公差和实践制定了一套通用的指导方针。这使得工业消费者可以获得多个制造商的产品，并知道他们通常具有相似的设计和结构。此外，它允许制造商建立行业认可的设计，并提供最先进的设备，有助于确保竞争力和整体产品可靠性。

虽然存在各种各样的设计和材料，但所有设计都有通用的组件。管材以机械方式连接到管板上，管板包含在带有入口和出口流体或气体端口的外壳内。
它们旨在防止液体在管内流动，与管外的流体混合。管板可以固定在壳体上，或者通过让一个管板漂浮在壳体内或使用壳体中的膨胀波纹管来允许在热应力下膨胀和收缩。这种设计还可以允许将整个管束组件从壳体中拉出，以清洁换热器的壳体电路。

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