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管子穿過(guò)孔，在管板的正面脹接和焊接，根據(jù)工況條件，有的還要在管板上先設(shè)置堆焊層。

管板廠管板式換熱器固定管板式換熱器的發(fā)展歷史
固定管板式換熱器 -發(fā)展歷史板式換熱器
二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。30年代初，瑞典制成螺旋板換熱器。接著英國(guó)用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱。30年代末，瑞典又制造出臺(tái)板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在此期間，為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問(wèn)題，人們對(duì)新型材料制成的換熱器開(kāi)始注意。 板面式換熱器
60年代左右，由于空間技術(shù)和科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外，自60年始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。70年代中期，為了強(qiáng)化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)制出熱管式換熱器。
換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。
混合式換熱器是通過(guò)冷、熱流體的直接接觸、混合進(jìn)行熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。由于兩流體混合換熱后必須及時(shí)分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。例如，化工廠和發(fā)電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴淋，而冷空氣自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進(jìn)行換熱，熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然后依靠?jī)闪黧w本身的密度差得以及時(shí)分離。
蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經(jīng)蓄熱室中的蓄熱體(填料)表面，從而進(jìn)行熱量交換的換熱器，如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。這類換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。
間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開(kāi)，并通過(guò)間壁進(jìn)行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應(yīng)用廣。
間壁式換熱器根據(jù)傳熱面的結(jié)構(gòu)不同可分為管式、板面式和其他型式。管式換熱器以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等;板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等;其他型式換熱器是為滿足某些要求而設(shè)計(jì)的換熱器，如刮面式換熱器、轉(zhuǎn)盤式換熱器和空氣冷卻器等。
換熱器中流體的相對(duì)流向一般有順流和逆流兩種。順流時(shí)，處兩流體的溫差大，并沿傳熱表面逐漸減小，至出口處溫差為小。逆流時(shí)，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。在冷、熱流體的進(jìn)出口溫度一定的條件下，當(dāng)兩種流體都無(wú)相變時(shí)，以逆流的平均溫差大順流小。
在完成同樣傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差，換熱器的傳熱面積減小;若傳熱面積不變，采用逆流時(shí)可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節(jié)省設(shè)備費(fèi)，后者可節(jié)省操作費(fèi)，故在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)使用中應(yīng)盡量采用逆流換熱。
當(dāng)冷、熱流體兩者或其中一種有物相變化(沸騰或冷凝)時(shí)，由于相變時(shí)只放出或吸收汽化潛熱，流體本身的溫度并無(wú)變化，因此流體的進(jìn)出口溫度相等，這時(shí)兩流體的溫差就與流體的流向選擇無(wú)關(guān)了。除順流和逆流這兩種流向外，還有錯(cuò)流和折流等流向。
在傳熱過(guò)程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱系數(shù)是一個(gè)重要的問(wèn)題。熱阻主要來(lái)源于間壁兩側(cè)粘滯于傳熱面上的流體薄層(稱為邊界層)，和換熱器使用中在壁兩側(cè)形成的污垢層，金屬壁的熱阻相對(duì)較小。
增加流體的流速和擾動(dòng)性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。但增加流體流速會(huì)使能量消耗增加，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協(xié)調(diào)。為了降低污垢的熱阻，可設(shè)法延緩污垢的形成，并定期清洗傳熱面。
一般換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器;不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料;銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器;鎳合金則用于高溫條件下;非金屬材料除制作墊片零件外，有些已開(kāi)始用于制作非金屬材料的耐蝕換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。

對(duì)螺旋板換熱器產(chǎn)生氣阻的原因進(jìn)行理論分析和闡述,并討論防止產(chǎn)生氣阻的方法和消除氣阻的對(duì)策,對(duì)螺旋板換熱器的正確使用有一定意義。
螺旋板換熱器是一種換熱設(shè)備,因其制作工藝簡(jiǎn)單、換熱效率高而在化工生產(chǎn)中被普遍采用。但新螺旋板換熱器在剛開(kāi)始投用時(shí),往往由于其內(nèi)部產(chǎn)生氣阻而造成系統(tǒng)阻力加大,嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致介質(zhì)不能通過(guò)換熱器,生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。
1　螺旋板換熱器結(jié)構(gòu)分析
如圖1所示,螺旋板換熱器有2個(gè)通道,分別是頂入側(cè)出和側(cè)入頂出。2個(gè)通道呈交叉分布,正常生產(chǎn)時(shí)冷熱介質(zhì)分別從頂部和側(cè)部流入,在逆向流動(dòng)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)換熱。
2　氣阻產(chǎn)生的原理分析
2.1　氣柱產(chǎn)生壓差的原理分析
如圖2所示,在U形管中裝有某種液體,U形管右側(cè)封有一段氣柱高為h1,氣柱之上有一段高為h0的液柱,氣柱下部的液柱高為h,U形管左右兩側(cè)液位相同,液柱上面的壓強(qiáng)分別為P1和P2,則該U形管兩側(cè)的壓力平衡公式為:p1+ρg(h0+h1+h)=p2+ρg(h0+h)(1)式中,ρ為U形管中液體的密度;g為重力加速度。
由于空氣密度與液柱相比非常小,在此可忽略不計(jì)。
由(1)式可換算得出:
p2-p1=ρgh1(2)
由式(2)可以看出,一段高為h1的氣柱可產(chǎn)生大小為ρghl的壓差,也就是說(shuō),U形管右側(cè)的壓強(qiáng)必須比左側(cè)大ρghl,才有可能使得右側(cè)的液體向左側(cè)流動(dòng)。
2.2　螺旋板換熱器產(chǎn)生氣柱的過(guò)程分析
(1)液體順著新螺旋板換熱器右側(cè)頂部流入,從外層向內(nèi)層流動(dòng),如圖3所示。
(2)隨著液位不斷升高,左側(cè)液位到達(dá)流道內(nèi)圈頂部高點(diǎn),如圖4所示。
(3)液體繼續(xù)流入,越過(guò)第1圈流道內(nèi)圈頂部的高點(diǎn)進(jìn)入第2圈,并在第1圈流道頂部形成一段氣柱,如圖5所示。
(4)隨著液體的不斷流入,螺旋板的流道內(nèi)會(huì)由外向內(nèi)每一圈都形成一段氣柱,液體流動(dòng)需克服的阻力也越來(lái)越大,如圖6所示,這時(shí)螺旋板內(nèi)就形成一定的氣阻,其氣阻的大小約為:
p′=ρg(h1+h2+…+hn)(3)
式中,p′為氣阻;ρ為流通介質(zhì)的密度;g為重力加速度;h1、h2…h(huán)n為螺旋板內(nèi)氣柱的高度。
假若液體介質(zhì)的壓頭足夠大,可以克服整個(gè)螺旋板換熱器內(nèi)部形成的氣阻,則液體可以繼續(xù)流通,并終將螺旋板內(nèi)部的氣柱逐步排向出口,生產(chǎn)不會(huì)受到影響。但是如果螺旋板換熱器的流道圈數(shù)很多,而且液體介質(zhì)的壓頭偏小,不能克服螺旋板內(nèi)氣柱形成的阻力,則液體將不能形成流通,并終影響生產(chǎn)。
3　氣阻產(chǎn)生的特點(diǎn)
根據(jù)以析,螺旋板換熱器產(chǎn)生氣阻有以下特點(diǎn):(1)板間距越大越容易產(chǎn)生氣阻,反之越不容易產(chǎn)生氣阻;(2)介質(zhì)黏度越大越不容易產(chǎn)生氣阻;(3)介質(zhì)注入的速度越慢,越容易產(chǎn)生氣阻,而且氣阻越大;反之,則越小;(4)螺旋板換熱器的換熱面積越大或者流道圈數(shù)越多,產(chǎn)生的氣阻越大;(5)介質(zhì)密度越大,產(chǎn)生的氣阻越大。
4　預(yù)防和消除氣阻的對(duì)策
為了防止產(chǎn)生氣阻,使用螺旋板換熱器時(shí)可采取以下幾種措施:(1)在保證流量的情況下,盡量選用流道間距比較小的螺旋板換熱器;(2)開(kāi)啟螺旋板換熱器時(shí),先打開(kāi)螺旋板出口的排空氣閥門,并快速打開(kāi)出閥門,使介質(zhì)螺旋板的同時(shí)將換熱器中的空氣盡除;(3)在場(chǎng)地允許的情況下,可采用平臥式安裝方式,以避免氣阻的產(chǎn)生;(4)若換熱器圈數(shù)較多,形成的氣阻很大,介質(zhì)系統(tǒng)壓力不能克服其阻力,也可先將螺旋板換熱器平放,用水或其他介質(zhì)從外圓管口處灌入,將空氣從中部向上的管口排出,然后用盲板封堵,再將其豎起按正常方式安裝。
另外,對(duì)于有幾臺(tái)螺旋板換熱器并聯(lián)安裝的情況,新?lián)Q熱器安裝到位后由于有氣阻的存在,比其他換熱器的阻力要大得多,也就是說(shuō)并聯(lián)換熱器前后的壓差不能克服新?lián)Q熱器產(chǎn)生的氣阻,否則會(huì)造成介質(zhì)從其他換熱器“短路”而不能從新?lián)Q熱器流通的現(xiàn)象。這時(shí),可先關(guān)閉其他換熱器出閥門,靠液體系統(tǒng)壓力將介質(zhì)從新?lián)Q熱器強(qiáng)制流通后再開(kāi)啟其他換熱器正常生產(chǎn)。
掌握螺旋板換熱器產(chǎn)生氣阻的原理和對(duì)策,對(duì)正確使用螺旋板換熱器,避免和減少氣阻的產(chǎn)生,保證正常生產(chǎn)具有重要的意義。