板翅式換熱器的案例
余熱回收鍋爐，熱管的結構與原理技術
熱管從外部熱源吸熱 , 蒸發段吸 液芯 中工質蒸發, 局部空間的蒸汽壓力升高 , 管了兩端形成壓差 , 蒸汽在壓差的作用下 , 被驅送到冷凝段 , 其熱量通過熱管表面傳輸給被熱體 , 熱管內工質冷凝后又 回到蒸發段, 形成一個閉式循環 , 包括三個過程:蒸發段液相工質吸熱蒸發:被蒸發的工質在冷凝段放熱冷凝 ; 冷凝的工質又回到蒸發段再蒸發。
冷凝段——絕熱段——蒸發段
因熱管的熱力循環是在一個封 閉的管內實現的, 對外界環境而言, 熱管自高熱源處吸收熱量 , 在低溫段放出熱量 。熱管僅是熱量傳輸的工具 , 工質側是熱量傳輸的載體, 驅動工質循環 的動 力是管兩端的溫差。
②熱管余熱鍋爐的特點
熱管具有很大的導熱系數 , 它具有在小溫差下傳遞很大熱流的特性 。我們在低溫發電系統 中采用熱管余熱鍋爐做低溫余熱發電的熱量回收裝置 。美國休斯飛機公司對熱管換熱器和其它類型換熱器進行 了比較和評定( 結果見 附表 ) 。從表中看出, 只有板翅式換熱器的綜合指標比較接近熱管換熱器 ( 表中括號 的數字表示品質因素, 最好是5 , 最差是 0 。
而流體通過板翅式換熱器 的壓卻比熱管換熱器高1一 2 倍, 顯然, 如將其做為回收廢氣余熱裝置, 將大大增加風機的動力消耗.
常規水管鍋爐的汽化在水管內進行, 水管內沸水容易產生傳熱切期望不穩定現象, 熱管余熱鍋爐水的汽化是在管外進行汽泡外沸騰.
展開 余熱回收鍋爐，熱管的結構與原理技術
熱管從外部熱源吸熱 , 蒸發段吸 液芯 中工質蒸發, 局部空間的蒸汽壓力升高 , 管了兩端形成壓差 , 蒸汽在壓差的作用下 , 被驅送到冷凝段 , 其熱量通過熱管表面傳輸給被熱體 , 熱管內工質冷凝后又 回到蒸發段, 形成一個閉式循環 , 包括三個過程:蒸發段液相工質吸熱蒸發:被蒸發的工質在冷凝段放熱冷凝 ; 冷凝的工質又回到蒸發段再蒸發。
冷凝段——絕熱段——蒸發段
因熱管的熱力循環是在一個封 閉的管內實現的, 對外界環境而言, 熱管自高熱源處吸收熱量 , 在低溫段放出熱量 。熱管僅是熱量傳輸的工具 , 工質側是熱量傳輸的載體, 驅動工質循環 的動 力是管兩端的溫差。
②熱管余熱鍋爐的特點
熱管具有很大的導熱系數 , 它具有在小溫差下傳遞很大熱流的特性 。我們在低溫發電系統 中采用熱管余熱鍋爐做低溫余熱發電的熱量回收裝置 。美國休斯飛機公司對熱管換熱器和其它類型換熱器進行 了比較和評定( 結果見 附表 ) 。從表中看出, 只有板翅式換熱器的綜合指標比較接近熱管換熱器 ( 表中括號 的數字表示品質因素, 最好是5 , 最差是 0 。
而流體通過板翅式換熱器 的壓卻比熱管換熱器高1一 2 倍, 顯然, 如將其做為回收廢氣余熱裝置, 將大大增加風機的動力消耗.
常規水管鍋爐的汽化在水管內進行, 水管內沸水容易產生傳熱切期望不穩定現象, 熱管余熱鍋爐水的汽化是在管外進行汽泡外沸騰. 常規鍋爐只 能靠水管內表面對水 傳熱 , 而熱 管可加翅片或脅片 , 傳熱面積則遠大于水管, 余熱鍋爐的傳熱元件為單個的獨立熱管, 其結構簡單, 有個別熱管發生損壞 , 不影響整個鍋爐的運行, 維修方便。
展開 Honeywell.UniSim.Design.R400模擬仿真
基于Windows標準的交互式界面保證快速獲取并掌握各種信息：常用工具、顏色管理、右鍵、雙擊、拖拽...
主要應用案例8
酒精生產過程模擬
原油分離工藝模擬（三級分離）
乙烷生產工藝模擬
TEG方法對天然氣脫水模擬
對萃取塔中含兩種溶劑的環己胺液液萃取工藝模擬
溶劑再生工藝模擬
電解工藝模擬分析（PH調整、NACL結晶）
非平衡模型
板翅式換熱器液氣生產過程模擬
熱泵循環過程模擬
水和乙酸胺反應過程模擬優化
水冷基礎知識淺談
由于水的熱傳導系數是空氣的24倍，比熱容是空氣的4倍，另外水冷系統噪聲比風冷低很多，系統安全穩定，所以水冷技術在較高功率密度的電力電子設備中被廣泛應用。
簡單的水冷系統由水泵、冷頭、冷排、水箱、管路和接頭組成。
水泵：推動冷卻液循環往復，水泵多采用無刷電機的磁力泵設計。為了縮小整體體積，水泵和水箱的集成成為一種趨勢。
冷頭：水冷板，吸熱單元，涉及流道設計，需要根據器件熱點布局進行仿真分析和流道篩選。
水箱：一般并聯在系統中，起到補水和穩定系統壓力的目的，材料有不銹鋼、亞克力和POM。
冷排：水風換熱器，放熱單元，常選用板翅式換熱器，高效且體積小。
管路：材料有304不銹鋼、三元乙丙橡膠。
接頭：有快插、螺紋卡套接頭、寶塔卡箍接頭，常用G1/4，也有選用G3/8，G1/2等型號。
水冷系統整體的優化需要配合仿真、實測等措施進行，以上信息大家可參考，有疑問可聯系我本人或給我留言，謝謝。
展開 
雙管板換熱器與單管板換熱器的區別
在如下情形時，換熱器管程和殼程介質嚴格禁止混合，則常常采用雙管板結構：
①當管程和殼程二介質相混合后會引起嚴重腐蝕；
②一側為極度或高度危害介質滲入到另一側會引起嚴重后果；
③當管程和殼程介質相混合后兩種介質會引起燃燒或爆炸；
④當一種介質混入另一種介質時，引起催化劑中毒；
⑤管程和殼程介質相混合后會引起聚合或生成樹脂狀物質；
⑥管程和殼程介質相混合后會引起化學反應終止或限制；
⑦管程和殼程介質相混合后，引起產品污染或產品質量下降。
02
雙管板與單管板換熱器結構比較
雙管板換熱器采用固定管板結構，管束不能抽出清洗，單管板換熱器可采用多種結構型式，管束可以抽出清洗。對于溫差較大的雙管板換熱器，簡體上可加裝波紋膨脹節；而單管板換熱器除可考慮簡體上加裝波紋膨脹節外，常采用浮頭或U型管型式來補償。
對于雙管板換熱器，存在二種設計理念的認識：一種認為雙管板換熱器用于絕對防止管殼程間介質混串的場合，設計在內外管板之間空腔上加裝排液倒淋閥，供日常觀察和內管板發生泄漏時排放，使得管殼程介質切實被內外二層管板隔離。這是采用雙管板結構型式的主要目的。
另一種認為雙管板換熱器可用于管殼程間介質壓差很大的場合，設計在內外管板之間的空腔中加入一種介質，來減小管殼程間介質的壓差。這和一般單管板換熱器一樣，不能絕對保證外管板上管口不發生泄漏。
03
雙管板與單管板換熱器使用上比較
單管板換熱器最常見。
展開 利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布
板翅式換熱器因具有結構緊湊、傳熱效率高等特點，故應用廣泛，但由于換熱器部件設計不當、制造工藝以及安裝等原因會導致換熱器內部物流分配和溫度分布不均勻，進而導致換熱效率降低。其中換熱器入口結構不合理是引起其內部物流分配不均勻的重要因素。國內外對換熱器效能影響的研究工作大部分集中在理論模型的建立以及數值計算方面。作者在數值模擬的基礎是利CFD（Com－putationalFluid Dynamics計算流體動力學）技術對某軌道交通用發動機液壓油散熱器進行研究，力求液壓油散熱器流場分布更加合理，使散熱器具有更好的散熱效果。
數學模型由分析可知，散熱器內的流體是粘性牛頓型流體，且根據雷諾數可知為層流模型。在互不侵入的兩種流體分界面上，若不計入表面張力。則界面兩側任一點流體的速度和溫度應相等。即：V3流場分析利用ANSYS程序進行流場分析的主要步驟：（1）建立模型，確定問題區域；（2）確定流體的初始條件；（3）生成網格；（4）確定邊界條件；（5）設置分析參數；（6）求解。此處利用FLUENT來求某散熱器流體的速率和壓力分布，選擇單一流體進行流場分析。建立模型采用ANASYS公司的ICEMCFD軟件建立散熱器二維模型。并對入口、出口、壁面、流體分布區域進行初步定義。劃分網格采用四邊形網格對其進行網格劃分，在壁面邊界參數較大處對網格進行適當加密。模型設置由于本模型為小雷諾數模型，故選擇層流模式。定義邊界條件在散熱器入口處定義流體的密度及初始速度，設置壁面為無滑移壁面，設置散熱器出口為自由出口（outflow），定義流場區域。初始化與計算定義松弛因子及其他參數，初始化流場，定義收斂條件，并建立流動的流場，進行計算。
展開 相比管殼式換熱器，板式換熱器有哪些優勢？
板式換熱器與管殼式換熱器相比有哪些優勢
板式換熱器是熱換器的一種類型，主要是由一系列波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型又高效的換熱器，器械內的各個板片組合形成了薄矩形通道，就這樣進行熱量交換，那么板式換熱器原理有哪些呢?板式與管殼式換熱器相比有哪些優勢呢?下面來看看吧。
板式換熱器原理
有哪些一：結構原理
板式換熱器的結構原理是結構上的組合，是指按一定間隔將可拆卸的板式換熱器中的沖壓有波紋薄板通過墊片密封好，并且用特有的框架和壓緊螺旋重疊來壓緊，而板片和墊片的四個角孔就是流體的分配和匯集管道，能合理地將冷熱流體分開，通過板片進行熱交換。
板式換熱器原理
有哪些二：工作原理
而板式換熱器的工作原理則是通過板片進行熱量交換，工作中的氣流在兩塊板片之間的通道中流過。中間的隔層板片將依次通過流道的冷熱流體分開，在此板片進行換熱交換。
板式換熱器原理原理就這兩種，熱換器除了板式熱換器還有管殼式熱換器，與此相比，有很多優勢之處，所以受到更多人的選擇，那么都有哪些優勢呢：
1、傳熱系數高
板式換熱器是由不同的波紋板相互倒置才組合成的流道，，所以流體通過管道時的傳熱系數會更高，是管殼式的3至5倍。
展開 Fluent實用案例 | 螺旋翅片管式換熱器換熱仿真
<p>本案例利用Fluent能量方程對螺旋翅片管式換熱器展開了數值仿真計算。該案例所用模型為假設模型，僅作計算設置參考，所進行的設置十分簡單。通過此案例后續可以對進一步通過參數化建模，對不同流速、基管尺寸、翅片半徑等參數進行設置，實現多工況的仿真計算，從而達到多目標優化的目的。</p><p><strong>1 workbench 設置</strong></p><p>本案例具體設置如下圖 ：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/a73d4f107f58f883f2fc0a0da08f2be6.jpg"></p><p><strong>2 SCDM 設置</strong></p><p><strong>2.1 導入幾何</strong></p><p>整體幾何結構如下圖:中間為換熱器，外部為空氣域。基管長34mm，前后各留1mm間隔，翅片厚度為1mm，x方向壁面分別為進出口。z方向壁面設置為wall2，y方向壁面設置為wall1，對幾何結構進行共享拓撲處理。換熱器外表面命名為pipe，內表面命名為wall-</p><p>hot。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/989b58b5d3ceb34064e2c27613527b7f.png"></p><p><br></p><p><strong>3 Fluent Meshing 設置</strong></p><p><strong>3.1 網格設置</strong></p><p>采用 Fluent meshing 進行網格劃分，背景網格與前景網格皆采用六面體網格劃分，并劃分相對應的邊界層網格。
展開 管殼式換熱器中換熱管與管板連接的工藝
一、概述
換熱器作為將物料之間熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的傳熱設備，在人們日常生活及石油、化工、動力、醫藥、原子能和核工業等行業中有著廣泛的應用。它可作為獨立的設備，如加熱器、凝汽器、冷卻器等；也可作為某些工藝設備的組成部分，如一些化工設備中的熱交換器等。
尤其在耗能用量較大的化工行業中，換熱器在化工生產的熱量交換和傳遞過程中是不可缺少的設備，在整個化工生產設備中也占有相當的比例。
換熱器從其功能上來看，一方面是保證工業過程對介質所要求的特定溫度，另一方面也是提高能源利用率的主要設備。按其結構形式主要有板式換熱器、浮頭式換熱器、固定管板式換熱器和U形管式換熱器等等。其中除板式換熱器外，其余幾種屬于管殼式換熱器。
由于管殼式換熱器具有單位體積上較大的換熱面積，而且換熱效果好，同時具有結構堅固、適應性強、制造工藝成熟等優點，已成為最為普遍使用的一種典型的換熱器。
二、管殼式換熱器中換熱管與管板的連接
在管殼式換熱器中換熱管和管板是換熱器管程和殼程之間的惟一屏障，換熱管與管板之間的連接結構和連接質量決定了換熱器的質量優劣和使用壽命，是換熱器制造過程中至關重要的一個環節。
大多數換熱器的破壞及失效都發生在換熱管與管板的連接部位，其連接接頭的質量也直接影響著化工設備及裝置的安全可靠性，因此對于管殼式換熱器中換熱管與管板的連接工藝就成為了換熱器制造質量保證體系中最關鍵的控制環節。目前在換熱器制造過程中，換熱管與管板的連接主要有：焊接、脹接、脹接加焊接以及膠接加脹接等方法。
展開 管殼式換熱器中換熱管與管板連接的工藝
概述
換熱器作為將物料之間熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的傳熱設備，在人們日常生活及石油、化工、動力、醫藥、原子能和核工業等行業中有著廣泛的應用。它可作為獨立的設備，如加熱器、凝汽器、冷卻器等；也可作為某些工藝設備的組成部分，如一些化工設備中的熱交換器等。
尤其在耗能用量較大的化工行業中，換熱器在化工生產的熱量交換和傳遞過程中是不可缺少的設備，在整個化工生產設備中也占有相當的比例。
換熱器從其功能上來看，一方面是保證工業過程對介質所要求的特定溫度，另一方面也是提高能源利用率的主要設備。按其結構形式主要有板式換熱器、浮頭式換熱器、固定管板式換熱器和U形管式換熱器等等。其中除板式換熱器外，其余幾種屬于管殼式換熱器。
由于管殼式換熱器具有單位體積上較大的換熱面積，而且換熱效果好，同時具有結構堅固、適應性強、制造工藝成熟等優點，已成為最為普遍使用的一種典型的換熱器。
管殼式換熱器中換熱管與管板的連接
在管殼式換熱器中換熱管和管板是換熱器管程和殼程之間的惟一屏障，換熱管與管板之間的連接結構和連接質量決定了換熱器的質量優劣和使用壽命，是換熱器制造過程中至關重要的一個環節。
大多數換熱器的破壞及失效都發生在換熱管與管板的連接部位，其連接接頭的質量也直接影響著化工設備及裝置的安全可靠性，因此對于管殼式換熱器中換熱管與管板的連接工藝就成為了換熱器制造質量保證體系中最關鍵的控制環節。目前在換熱器制造過程中，換熱管與管板的連接主要有：焊接、脹接、脹接加焊接以及膠接加脹接等方法。
展開 典型乙烯裝置（順序分離流程）冷分離單元擴能改造方案優化總結
脫甲烷塔系統的改造內容包括：更換脫甲烷塔下部第七、八段填料床的填料，新增并聯再沸器和中沸器各1臺，新增1臺脫甲烷塔釜泵。
02
C2分離系統技改
擴能后脫乙烷塔更換為MD塔板，其中第42到68塊塔板采用5換4(即在原4塊塔板的位置改裝5塊MD塔板)的方案，全塔由68塊塔板改為74塊。新增并聯再沸器和冷凝器各1臺，改造回流罐，更換回流泵和綠油罐底泵。
乙烯精餾塔由MD塔板更換為ECMD塔板，由于ECMD塔板要求板間距增大，此塔部分塔板每5塊塔板換成4塊塔板，全塔由194塊塔板改為170塊。調整進料口位置，新增并聯1臺再沸器、2臺中沸器、1臺冷凝器(含2臺板翅式換熱器和1臺CIK換熱器)，新增并聯1臺回流泵和2臺高壓乙烯產品泵和1臺乙烯產品加熱器，高壓乙烯產品進新冷箱汽化和過熱。
乙炔加氫系統的主要改造內容：更換2臺乙炔加氫反應器及其內的催化劑，新增2臺綠油中間分離罐，更換進出料換熱器，改造2臺中間冷卻器。改造C2加氫綠油分離罐，乙烯干燥器更換干燥劑。
展開 
常見管殼式換熱器的型式與結構介紹
管殼式換熱器是把管子與管板連接，再用殼體固定。它的型式大致分為固定管板式、釜式浮頭式、U型管式、滑動管板式、填料函式及套管式等幾種。根據介質的種類、壓力、溫度、污垢和其他條件，管板與殼體的連接的各種結構型式特點，傳熱管的形狀與傳熱條件，造價，維修檢查方便等情況來選擇設計制造各種管殼式換熱器。
1.固定管板式換熱器
固定管板換熱器的兩端管板，采用焊接方法與殼體連接固定，如圖1和圖2所示。這種換熱器結構簡單；在相同的殼體直徑內，排管最多，比較緊湊；在有折流板的殼側流動中，管程可以分成任一偶數程數。由于兩個管板被換熱管互相支撐，與其他管殼式換熱器相比，管板最薄，不僅造價低而且每根管子內側都能進行清洗。但殼側清洗較難，不能進行機械清洗，所以宜用于不易結垢和清潔的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產生不同的熱膨脹時，常會使管子與管板的接口脫開，從而發生介質泄漏。為此常在外殼上焊一膨脹節，但它僅能減小而不能完全消除由于溫差而產生的熱應力，且在多程換熱器中，這種方法不能照顧到管子的相對移動。由此可見，這種換熱器比較適合用于溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高以及殼程結垢不嚴重或能用化學清洗的場合。由于此類換熱器集中了管殼式換熱器的優點，因此應用相當廣泛。
圖1 固定管板換熱器（BJM）
1一防沖板；2一拉桿；3一單弓形折流板；4一分流割板；
5一旁路擋板；6一帶法蘭管板；7一傳熱管
圖2 BEM立式固定管板式換熱器
2.浮頭式換熱器
浮頭式換熱器如圖3所示。浮頭式換熱器針對固定管板式換熱器的缺陷在結構上做了改進，兩端管板只有一端管板與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內自由移動，該端稱為浮頭。這類換熱器殼體和管束對熱膨脹是自由的，故當兩種介質溫差較大時，管束與殼體之間不產生溫差應力。
展開 SEI專家│順序流程乙烯裝置冷區擴能改造方案探討
02
C2分離系統技改
擴能后脫乙烷塔更換為MD塔板，其中第42到68塊塔板采用5換4(即在原4塊塔板的位置改裝5塊MD塔板)的方案，全塔由68塊塔板改為74塊。新增并聯再沸器和冷凝器各1臺，改造回流罐，更換回流泵和綠油罐底泵。
乙烯精餾塔由MD塔板更換為ECMD塔板，由于ECMD塔板要求板間距增大，此塔部分塔板每5塊塔板換成4塊塔板，全塔由194塊塔板改為170塊。調整進料口位置，新增并聯1臺再沸器、2臺中沸器、1臺冷凝器(含2臺板翅式換熱器和1臺CIK換熱器)，新增并聯1臺回流泵和2臺高壓乙烯產品泵和1臺乙烯產品加熱器，高壓乙烯產品進新冷箱汽化和過熱。
乙炔加氫系統的主要改造內容：更換2臺乙炔加氫反應器及其內的催化劑，新增2臺綠油中間分離罐，更換進出料換熱器，改造2臺中間冷卻器。改造C2加氫綠油分離罐，乙烯干燥器更換干燥劑。
展開 浮頭式換熱器結構詳解
新型浮頭式換熱器浮頭端結構，它包括圓筒、外頭蓋側法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成。
浮頭式換熱器的詳細結構
新型浮頭式換熱器浮頭端結構，它包括圓筒、外頭蓋側法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側法蘭內側面設凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側鉆孔并套絲或焊設多個螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通。
浮頭式換熱器結構示意圖
鉤圈式浮頭的結構
浮頭式換熱器浮頭端結構由圓筒、外頭蓋側法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成。鉤圈式浮頭的詳細結構見下圖所示。
鉤圈式浮頭的詳細結構
鉤 圈
鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質間的串漏起著重要的作用。鉤圈一般都是對開式結構，要求密封可靠，結構簡單、緊湊、便于制造和拆裝方便。
GB151 給出了兩種型式的鉤圈，即A 型鉤圈和B 型鉤圈。見下圖。
A 型鉤圈特點
A 型鉤圈的底部距浮動管板較遠，使得浮頭端殼程介質的死角增大，減少管束的有效傳熱面積。且A 型鉤圈的厚度比B 型鉤圈厚，上緊雙頭螺柱也比B 型長，穩定性差。
展開 浮頭式換熱器結構動畫演示
浮頭式換熱器的詳細結構
新型浮頭式換熱器浮頭端結構，它包括圓筒、外頭蓋側法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側法蘭內側面設凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側鉆孔并套絲或焊設多個螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通。
浮頭式換熱器結構示意圖
鉤圈式浮頭的結構
浮頭式換熱器浮頭端結構由圓筒、外頭蓋側法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成。鉤圈式浮頭的詳細結構見下圖所示。
鉤圈式浮頭的詳細結構
鉤 圈
鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質間的串漏起著重要的作用。鉤圈一般都是對開式結構，要求密封可靠，結構簡單、緊湊、便于制造和拆裝方便。
GB151 給出了兩種型式的鉤圈，即A 型鉤圈和B 型鉤圈。見下圖。
A 型鉤圈特點
A 型鉤圈的底部距浮動管板較遠，使得浮頭端殼程介質的死角增大，減少管束的有效傳熱面積。且A 型鉤圈的厚度比B 型鉤圈厚，上緊雙頭螺柱也比B 型長，穩定性差。
B 型鉤圈的特點
B 型鉤圈為國外引進型式，其特點是浮頭管板和鉤圈的斜槽采用不同傾角，在上緊雙頭螺柱時間隙將消失而使管板對鉤圈起到支撐并控制鉤圈轉角的作用，即保證了螺栓的彎曲變形在允許范圍內，又保證了有效密封的作用。
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