生物技術(shù)與制藥
換熱器種類繁多，若按其傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類可分為管型、板型和其他型 式換熱器。而管型換熱器又可分為管殼式換熱器、套管式換熱器、蛇管式換熱器；板型換熱器可分為板式換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器、螺旋板式換熱器。 其他型式換熱器是為了滿足一種特殊要求而出現(xiàn)的換熱器，如回轉(zhuǎn)式換熱器、熱管換熱器等。管殼式換熱器若按功能命名又可分為冷凝器、加熱器、再沸器、蒸發(fā)器、過熱器等。以下介紹一些常用的幾種換熱器。

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5-11所示。這種換熱器結(jié)構(gòu)簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊。由于兩個管板被 換熱管互相支攫，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(nèi)側(cè)都能進(jìn)行清洗。但殼側(cè)清洗較難，不能進(jìn)行機(jī)械清洗，所以宜用于不易結(jié)垢的 流體。當(dāng)管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，常會使管子與管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)泄漏。由此可見，這種換熱器適合于溫差不大以及殼程結(jié) 垢不嚴(yán)重或能用化學(xué)清洗的場合。由于此類換熱器集中了管殼式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

2. 浮頭式換熱器
浮頭式換熱器如圖5-12所示。浮頭式換熱器針對固定管板式換熱器的缺陷在結(jié)構(gòu)上做了改進(jìn)，兩端管板只有一端與殼體固定，而另一端的管板可以在殼體內(nèi)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(dāng)兩種介質(zhì)溫差較大時，管束與殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計成可拆結(jié)構(gòu)，使管束可以容 易地插入或抽出(也有設(shè)計成不可拆的)，這樣為檢修、清洗提供了方便。

  浮頭式換熱器適用于管殼壁間溫差較大，或易于腐蝕和易于結(jié)垢的場合。但這類換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，笨重，造價約比固定管板式高20%左右，材料消耗大。

3. U型管式換熱器
U型管式換熱器如圖5-13所示，U型管式換熱器僅有一塊管板。它是將管子彎成U型，管子兩端固定在同一塊管板上。由于殼體和管子分開，管束可以自由伸縮，不會因管壁、殼壁之間的溫度差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好。管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能好，承壓能力強(qiáng)。因U型管式換熱器僅有一塊管板，且無浮頭，所以結(jié)構(gòu)簡單，造價比其他換熱器便宜，管束可以從殼體內(nèi)抽出，管外便于清洗，但管內(nèi)清洗困難，所以管內(nèi)的流體必須是清潔及不易結(jié)垢的物料。

U型管式換熱器，一般使用于高溫高壓的情況下。尤其使用在壓力較高的情況下，在彎管段壁厚要加厚，以彌補(bǔ)彎管后管壁的減薄。

4.板式換熱器包括板片式、板翅式和螺旋板式三種結(jié)構(gòu)，其中應(yīng)用最廣的是板片式換熱器，通常簡稱為板式換熱器。
板式換熱器如果是以板作為間壁，則稱為板片式換熱器，如圖5-22所示。在這種換熱器中，由于流體沿板流動的換熱系數(shù)小，通常在板上加翅板或設(shè)法使流體作螺 旋狀運(yùn)動來強(qiáng)化傳熱，這樣構(gòu)成的換熱器稱為板翅式換熱器(圖5-23)和螺旋板式換熱器(圖5-24)。還有一些板式換熱器的間壁被壓制成波紋狀，也同樣能強(qiáng)化傳熱。

板式換熱器具有總傳熱系數(shù)高、占地面積小、能實(shí)現(xiàn)多種介質(zhì)換熱、對數(shù)平均溫差小、末端溫差小和使用方便的優(yōu)點(diǎn)，但能承受的工作壓力較低(一般低于2.5MPa)，不能用于含有較大固體顆粒的流體。

板式換熱器、管殼式換熱器、冷凝器、蒸發(fā)器、空氣換熱器、儲罐