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换热器发展历史

时间:2017/8/15 10:09:58来源:本站浏览次数: [news:cisits]

换热器发展历史
二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们对新型材料制成的换热器开始注意。
60年来,由于空间技术和尖端科学的飞速发展,迫切需要各种高性能紧凑型换热器,加上冲压,钎焊和密封技术的发展,换热器制造工艺进一步完善,从而推动了紧凑型板式换热器的发展和广泛应用。另外,二十世纪六十年代以来,为了满足高温高压条件下的传热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。 20世纪70年代中期,为了加强传热,热管换热器是在热管研发的基础上创造出来的。
热交换器中的流体的相对流动通常是下游和逆流。下游,入口处两个流体温差最大,并沿着传热面逐渐降低到出口处的最低温度。逆流,沿着传热面的两个流体温度分布更均匀。在冷热流体的入口和出口温度条件下,当两种流体没有相变时,逆流平均温差的最大温差最小。
在相同的传热条件下,通过逆流可以增加平均温度差,换热器的传热面积减小。如果传热面积相同,则可以通过使用逆流来减少加热或冷却流体的消耗。前者可以节省设备成本,可以节省运行成本,因此设计或生产应尽可能使用逆流传热。
当冷或热流体或其中一个相变(沸腾或冷凝)时,由于相变只释放或吸收蒸发潜热,流体本身不会改变温度,因此流体入口和出口温度相等,这两种流体之间的温差与流体的流动方向无关。除了这两者的下游和逆流之外,还有交叉流和挡板流。
在传热过程中,降低壁式换热器的耐热性,提高传热系数是一个重要的课题。热阻主要来自附着在分隔壁两侧的传热面的薄层(称为边界层),金属壁的热阻较小。
增加流体流速和扰动,可以减少边界层,降低热阻,提高热量系数。但增加流量的流量会增加能耗,所以设计应降低阻力,减少能耗之间的合理配合。为了减少污垢的热阻,可以尽量延缓污垢的形成,并定期清洁传热面。
一般换热器都用金属材料制成,其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器;不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外,奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料;铜、铝及其合金多用于制造低温换热器;镍合金则用于高温条件下;非金属材料除制作垫片零件外,有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器,如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。

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