列管换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器,它的工作原理基于两种不同温度流体之间的热量传递,具体如下:
结构基础:列管换热器主要由壳体、管束、管板和封头(又称端盖)等部件构成。管束安装在壳体内,两端固定在管板上。壳体两端分别连接封头,封头和管板之间形成流体的分配室和收集室。
流体流动方式:一种流体(热流体或冷流体)由封头的进口进入分配室,均匀地分布到各换热管内,流经管束后,从另一端封头出口流出,这条路径称为管程;另一种流体由壳体的接管进入,在壳体与管束间的空隙处流过,而从另一接管流出,这条路径称为壳程。
热量传递过程:当热流体在管程(或壳程)中流动,冷流体在壳程(或管程)中流动时,由于两种流体存在温度差,热量就会通过换热管的管壁由热流体传递给冷流体。热量传递的方式主要是热传导和对流传热。在管壁内主要是热传导,而在管内和管外流体中则主要是对流传热。
热量传递的影响因素:列管换热器的传热效果与多种因素有关,如换热管的材质(影响导热系数)、管径和管长(影响传热面积和流体流动状态)、流体的流速(流速越大,对流传热系数越大)、两种流体的温度差等。通过合理设计和调整这些参数,可以提高换热器的传热效率,实现更有效的热量交换。
列管换热器通过管程和壳程内两种不同温度流体的流动,利用管壁作为传热面,实现了热量从高温流体向低温流体的传递,以满足工业生产中加热、冷却、冷凝、蒸发等多种工艺需求。