天九注册-官网绪论： 23) 在管壳式换热器中，管子的排列方式常有 等 动，流体由周边转到中心， 然后再转到另一周边流出。 一、填空： 边三角形排列 （正六角形排列）法、同心圆排列法 和 另一侧流体只作（轴向流动） ，适用于有相变流体换 1) 按传递热量的方式，换热器可以分为 间壁式 , 正方 形排列法排列法。 热 混合式 , 蓄热式 24) 如果需要增强换热常采用 等边三角形排列 43) 板式换热器按构造可以划分为 可拆卸、全焊 2) 对于沉浸式换热器， 传热系数 低， 体积 大， （正六角形排列）法 ，为了便于清洗污垢，多采用 式 和 串焊式 金属耗量大。 正方形排列。 同心圆排列法 使得管板的划线) 可拆卸板式换热器结构由 传热板片，密封垫 3) 相比较沉浸式换热器和喷淋式换热器， 沉浸式 和装配比较困难。 片，压紧装置 和 定位装置组成 换热器 传热系数较低， 喷淋式换热器 冷却水过少 25) 为了增加单位体积的换热面积， 常采用 小 管 45) 板翅式换热器由 隔板、翅片、 封条 基本单元 时，冷却器下部不能被润湿 . 径的换热管 和导流片和封头组成 4) 在沉浸式换热器、 喷淋式换热器和套管式换热 26) 为了提高壳程流体的流速和湍流强度， 强化流 二、简答 器中，套管式换热器 中适用于高温高压流体的传热。 体的传热，在管外空间常装设 纵向隔板 和 折流板。 1.什么是效能数？什么是单元数？（要用公式表示） 5) 换热器设计计算内容主要包括 热计算、 结构 27) 折流板的安装和固定通过 拉杆 和 定距 管 答：实际情况的传热量 q 总是小于可能的最大传热量 计算、 流动阻力计算和 强度计算 28) 壳程换热公式 Jo=jHjcjljbjsjr ，其中 jb 表示管束 qmax，我们将 q/qmax 定义为换热器的效能， 并用 ε 6) 按温度状况来分， 稳定工况 的和 非稳定工况 旁通影响的校正因子， j1 表示折流板泄漏影响的校正 表示，即换热器效能公式中的 KA 依赖于换热器的设 的换热器 因子。jc 表示折流板缺口的校正因子 计， Wmin 则依赖于换热器的运行条件，因此， 7) 对于套管式换热器和管壳式换热器来说， 套管 29) 管壳式换热器理想壳程管束阻力包括 理想错 KA/Wmin 在一定程度上表征了换热器综合技术经济 式换热器 金属耗量多，体积大，占地面积大，多用 性能， 习惯上将这个比值 （无量纲数）定义为传热单 流段阻力 和 理想缺口段阻力 。 于传热面积不大的换热器。 元数 NTU 8) 传热的三种基本方式是 _导热__ 、____对流 __ 、 30) 管壳式换热器的实际阻力要考虑 折流板泄漏 和 辐射 _ 。 造成的影响 R1， 旁路所造成的影响 Rb,和 进出口段 2.热交换器计算方法的优缺点比较？ 9) 两种流体热交换的基本方式是 _直接接触式 _ 、 折流板间距不同对阻力影响 Rs 1）对于设计性热计算，采用平均温差法可以通过 _间壁式 _ 、和__蓄热式 _ 。 31) 在廷克流动模型中 ABCDE5股流体中，真正横 的大小判定所拟定的流动方式与逆流之间的差距， 有 10) 采用短管换热， 由于有入口效应， 边界层变薄， 向流过管束的流路为 B 股流体 , D 股流体折流板与 利于流动方式的选择； 换热得到 强化。 壳体内壁存在间隙而形成的漏流 ,设置旁路挡板可以 2 ）而在校核性传热计算时，两种方法都要试算。在 11) 采用螺旋管或者弯管。 由于拐弯处截面上二次 改善 C流路对传热的不利影响 某些情况下， K 是已知数值或可套用经验数据时，采 环流的产生， 边界层遭到破坏， 因而换热得到 强化， 32) 若两流体温差较大， 宜使传热系数 大 的流体 用传热单元书法更加方便； 需要引入 大于 1 修正系数。 走壳程，使管壁和壳壁温差减小。 3）假设的出口温度对传热量 Q 的影响不是直接的， 12) 通常对于气体来说，温度升高，其黏度增大， 33) 在流程的选择上， 不洁净和易结垢的流体宜走 而是通过定性温度， 影响总传热系数， 从而影响 NTU， 对于液体来说，温度升高，其黏度 减小 管程，因管内清洗方便。被冷却的流体宜走 壳程， 并最终影响 Q 值。而平均温差法的假设温 度直接用 13) 热计算的两种基本方程式是 _ 传热方程式 __和 便于散热，腐蚀性流体宜走 管程，流量小或粘度大 于计算 Q 值，显然 ε-NTU 法对假设温度没有平均温 热平衡式 _ 。 的流体宜走 壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺 差法敏感，这是该方法的优势。 14) 对于传热温差，采用顺流和逆流传热方式中， 数(Re＞100)下即可达到湍流。 顺流 传热平均温差小，逆流时传热平均温差大。 34) 采用 小 管径换热器，单位体积传热面积增 3.比较沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管式换热器 15) 当 流体比热 变化较大时， 平均温差常常要进 大、结构紧凑、金属耗量减少、传热系数提高 和管壳式换热器的优缺点。 行分段计算。 35) 流体诱发振动的原因是 涡流脱落， 湍流抖振 ⑴沉浸式换热器缺点： 自然对流，传热系数低， 体积 16) 在采用 先逆流后顺流 1-2型 热效方式热交 和 流体弹性旋转 大，金属耗量大。 优点：结构简单， 制作、修理方便， 换器时，要特别注意温度交叉问题， 避免的方法是 增 36) 减小管子的支撑跨距能增加管子固有频率， 在 容易清洗，可用于有腐蚀性流体 加管外程数 和 两台单壳程换热器串联工作 。 弓形折流板缺口处不排管， 将 减小 管子的支撑跨距 ⑵喷淋式换热器： 优点：结构简单， 易于制造和检修。 17) 冷凝传热的原理， 层流时，相对于横管和竖管， 换热系数和传热系数比沉浸式换热器要大， 可以用来 37) 蒸发器的三种温降分别为 物理化学温降 ， 横管 传热系数较高。 冷却腐蚀性流体； 缺点：冷却水过少时， 冷却器下部 18) 根据管壳式换热器类型和标准按其结构的不 不能被润湿，金属耗量大，但比沉浸式要小 静压温降 和 流动阻力温降 同一般可分为： 固定管板式换热器、 U 型管式换热 ⑶套管式换热器： 优点： 结构简单， 适用于高温高压 器、 浮头式换热器、和 填料函式换热器等。 38) 热交换器单位体积中所含的传热面积的大小 流体的传热。 特别是小流量流体的传热， 改变套管的 19) 对于固定管板式换热器和 U 型管式换热器， 大于等于 700m2/m3 ，为紧凑式换热器 根数，可以方便增减热负荷。 方便清除污垢， 适用于 固定管板式换热器 适于管程走易于结垢的流体 39) 通常采用 二次表面 来增加传热表面积， 或把 易生污垢的流体； 缺点：流动阻力大， 金属耗量缺点 20) 相对于各种类型的管壳式换热器， 固定管板 管状的换热器改为 板状 表面， 多，体积大， 占地面积大， 多用于传热面积不大的换 式换热器 不适于管程和壳程流体温差较大的场合。 40) 螺旋板式热交换器的构造包括 螺旋型传热 热器。 21) 相对于各种类型的管壳式换热器， 填料函式 板 、 隔板、头盖 和 连接管 ⑷管壳式换热器： 优点：结构简单， 造价较低，选材 换热器 不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重 41) 螺旋板式换热器的螺旋板一侧表面上有定距 范围广，处理能力大，还可以适应高温高压的流体。 介质， 使用温度受 填料 的物性限制。 柱，它的作用主要是 保持流道的间距、 加强湍流 和 可靠性程度高； 缺点：与新型高效换热器相比， 其传 22) 管子在管板的固定，通常采用 胀管法 和 焊 增加螺旋板刚度。 热系数低，壳程由于横向冲刷，振动和噪音大 接法 42) 在Ⅲ型螺旋板式热交换器中： 一侧流体螺旋流 4.试分析廷克流动模型各个流路及其意义 500mm,管程和壳程的设计压力均为 1.6MPa，25 公称 采用方法：⑴每两种波纹倾角不同的人字形板片相叠 答：(1)流路 A，由于管子与折流板上的管孔间存在间 换热面积为 54m2, 碳素钢较高级冷拔换热管外径 组装成一台板式热交换器⑵各自分段采用波纹倾角 隙，而折流板前后又存在压差所造成的泄漏， 它随着 25mm ，管长 6m，4 管程，单壳程的浮头式热交换器。 不同的人字形板片组装成一台板式热交换器⑶将流 外管壁的结垢而减少。 Ⅰ级管束，较高级冷拔钢管。 道数分段组装，进一步实现热混合 (2)流路 B，这是真正横向流过管束的流路， 它是对传 1、流体在热交换器内流动空间的选择原则： 4.翅片效率： 表示了翅片的实际传热量 热和阻力影响最大的 一项。 1) 要尽量提高使传热系数受到限制的那一侧的换 (3)流路 C，管束最外层管子与壳体间存在间隙而产生 热系数，使传热面两侧的传热条件尽量接近； （在翅片表面平均温度 tm 下）和理想的最大可能传 的旁路，此旁路流量可达相当大的数值。 设置旁路挡 2) 尽量节省金属材料，特别是贵重材料，以降低 热量（在翅根温度 tw 下）之比。 板，可改善此流路对传热的不利影响。 制造成本； 5.污垢系数：热交换面水侧积聚污垢所造成的热阻。 (4)流路 D，由于折流板和壳体内壁间存在一定间隙所 3) 要便于清洗积垢，以保证运行可靠； 6.热管携带极限： 热管中的蒸汽与液体的流动方向相 形成的漏流， 它不但对传热不利， 而且会使温度发生 4) 在温度较高的热交换器中应减少热损失，而在 反，在交界面上二者相互作用， 有阻止对方流动的趋 相当大的畸变， 特别在层流流动时， 此流路可达相当 制冷设备中则应减少冷量损失； 势。当蒸汽速度高到把液体上的液体剪切成细滴带到 大的数值。 5) 要减少壳体和管子因受热不同而产生的温度应 冷凝段造成蒸发段毛细芯干涸，便使热管停止工作， (5)流路 E，对于多管程，因为安置分程隔板，而使壳 力，以便使结构得到简化； 便达到了热管携带极限。 程形成了不为管子所占据的通道， 若用来形成多管程 6) 在高压下工作的热交换器，应尽量使密封简单 7.换热器紧凑度： 热交换器的单位体积中所包涵的传 的隔板设置在主横向流的方向上，他将会造成一股 而可靠； 热面积大小，单位为 m2/m3 。 （或多股）旁路。此时， 若在旁通走廊中设置一定量 7) 要便于流体的流入、分配和排出。 8.温度修正系数： 实际平均温度与按逆流方式算出来 的挡管，可以得到一定的改善。 的对数平均温差之比。 2、流体诱发振动的原因： 9.间壁式换热器：热流体和冷流体间有一固体壁面， 5.管束振动的预测和预防。 1) 热交换器的管束属于弹性体， 被流过的流体扰 一种流体恒在壁的一侧流动， 而另一种流体恒在壁的 a)降低壳侧的流速。 假如壳侧流量不变， 可以增大管 动，离开其平衡位置， 管子产生振动， 这种振动称为 他侧流动， 两种流体不直接接触， 热量通过壁面而进 距。 流动引起的振动。 实际上每台热交换器在工作时都有 行传递。 b)增加管子的固有频率。 管子的固有频率与支撑跨距 或多或少的振动， 其振源可能是壳侧或管侧流体所引 10.直接接触式换热器：这种热交换器内依靠热流体 的平方成反比，因而减少管子的支撑跨距是增加管子 起的振动； 流体流速的波动或脉动引起的振动； 通过 与冷流体的直接接触而进行传热。 固有频率最有效的方法。 管道或支架传播的动力机械振动等等。 有时振源可能 11.蓄热式换热器：当热流体流过时，把热量储蓄于 c)提高声振频率。在壳体内插入减振板，使其宽度方 较多，而其中的一个或几个可能是激起振动的主要根 壁内，壁的温度逐渐升高； 而当冷流体流过时， 壁面 向与横流方向平行而其长度方向与管子轴线平行， 这 源。有的振源， 相对来说容易预测， 而流体诱发的振 放出热量， 壁的温度逐渐降低， 如此反复进行， 以达 样可提高声振频率， 使它与涡流脱落以及湍流抖动的 动却比较难以预计。 到热交换的目的。 频率不一致。 12.翅片总效率：把二次传热面和一次传热面同等看 d)从结构上， 增加折流板或中间支持板的厚度， 当孔 待，认为都处于一次传热面的传热温度 （ ）下 的间隙一定时，能减轻对管子的剪切作用并增加系统 二、名词解释 的阻尼。 1. 卡路里温度 :对于油类或其他高粘度流体，对于加 时，对总传热面积所打折扣。 热或冷却过程中粘度发生很大变化， 若采用流体进出 13.折流板：管壳式热交换器中，在管外空间装设的 三、说明下列换热器的型号 说明下列换热器的型号 口温度的算术平均温度作为定性温度， 往往会使换热 板层，能够提高流体的流速和湍流强度， 强化壳程流 1)BEM600-2.0/1.5-250-5/19-4 Ⅰ:固定管板式换热器： 系数的数值有很大误差， 虽然可以分段计算， 但是工 体的传热，可以使流体横向流过管束。 前端管箱为封头管箱， 壳体型式为单壳程， 后端管箱 作量较大，工业上常采用卡路里温度作为定性温度。 14.热容量：流体的温度每改变 时所需的热量，用 为封头管箱， 公称直径 600mm ，管程压力为 2.0Mpa, 热流体的平均温度 t t F (t t ) 冷流体的 m1 1 c 1 1 t t F (t t ) 壳程压力为 1.5Mpa，公称换热面积 250m2, 管长为 平均温度 m2 2 c 2 2 W 表示。 5m，管外径为 19mm ，4 管程，Ⅰ级管束，较高级冷 壳侧流体被管侧的水冷却时 Fc=0.3 15.紧凑式热交换器：凡单位体积中的包含的传热面 拔钢管。 壳侧流体被管程的水蒸气加热时 Fc=0.55 积大于 700m2/m3 值的热交换器。 壳侧和管侧均为油时 Fc=0.45 2) : 固定管板式换热 粘度在 10-3Pa?s 以下的低粘性液体 Fc=0.5 卧式和立式管壳式换热器型号表示法 器：前端管箱为封头管箱， 壳体型式为单壳程， 后端 2.布管限定圆 :热交换器的管束外缘受壳体内径的限 A：平盖管箱 B：封头管箱 C：用于可拆管束与管板 管箱为封头管箱，公称直径 800mm ，管程压力为 制，因此在设计时要将管束外缘置于布管限定圆之布 制成一体的管箱 N：与管板制成一体的固定管板管 2.0Mpa, 壳程压力为 1.0Mpa ，公称换热面积 254m2, 管限定圆 内，布管限定圆直径 Dl 大小为 箱 D 特殊高压管箱。 管长为 6m ，管外径为 19mm，4 管程，铜管。 浮头式： DL = Di-2(b 1 +b2 + b3 ) 固定板或 U 型管 E：单程壳体 F：具有纵向隔板的双向壳体 G：分流 3)BIU500-4.0/1.6-75-6/19-2 Ⅰ:U 型管式换热器：前端 式 DL = Di-2b3 H：双分流 I：U 型管式热交换器 J：无隔板分流 （或 管箱为封头管箱，中间壳体为 U 型管式，后端为 U 3.热混合：为了使换热器更好地满足传热和压力降的 冷凝器壳体） K：釜式重沸器 O：外导流。 型管束。公称直径 500mm ，管程压力为 4.0Mpa, 壳程 要求，传热流体流经混合板流道就相当于其单独 流 L：与 A 相似的固定管板结构 M ：与 B 相似的固定管 压力为 1.6Mpa，公称换热面积 75m2,管长为 6m ，管 过这两种倾角的板片各自组成的流道后再混合， 所以 板结构 N ：与 C 相似的固定管板结构 P：填料函式 外径为 19mm ，2 管程Ⅰ级管束，较高级冷拔钢管。 此种组合而成的板式热交换器在性能上体现了一 种 浮头 S：钩圈式浮头 T：可抽式浮头 U：U 形管束 W ： 4)AES500-1.6-54-6/25-4 Ι: 平 盖 管 箱 ， 公 称 直 径 “热混合” 带套环填料函式浮头。 Ⅰ级管束采用较高级、高级冷拔钢管 Ⅱ级管束 采用普通级冷拔钢管

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