三维管传热器的应用

    大型冶金炉体-高炉炉墙由耐火材料与各种形式的冷却壁组成，内部传热实质上是三维传热过程，常用的一维或二维简化传热模型不能客观的反应炉墙的温度分布，而温度分布又决定了炉墙的热应力场和炉衬材料的化学侵蚀过程，因此准确了解炉墙传热过程，将有助于寻找炉墙衬砖蚀损的某些主要因素，以便通过灵活的调节手段实现炉墙传热过程的控制与调整，保证炉墙砖衬在适宜的热环境下长期工作。因此可以运用有限单元法分析大型高炉炉墙的三维传热问题，进而预测与控制炉墙的侵蚀速度，延长高炉寿命。二是改变管子外形或在管外加翅片，即通过管子形状或表面性质的改造来强化传热，以提高换热器效率。

热交换设备分类及其特点

    热交换设备的用途很广泛，可用于各种不同的换热过程，例如：加热、冷却、冷凝和蒸发等。而热交换设备可做如下分类：

1、按设备结构来分：有板片式换热器和管壳式换热器两大类。板片式换热器是由板片和密封垫片组合而成，通常有波纹平板式、板翅式、螺旋板式和板克式。管壳式换热器是由管子、壳体及管板组成的设备，通常有固定管板式、浮头式、U型管式和填料函式。

2、按用途来分：预热器（或者加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。

3、按制造材料来分：金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。

4、按温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在热交换区域内的温度不随时间而改变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。

5、按热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式、逆流式、错流式、混流式。

6、按传送热量的方法来分：间壁式、混合式、蓄热式三大类。

U型管式换热器

    U型管式换热器是管壳式换热器的一种，属石油化工设备，由管箱、壳体及管束等主要部件组成，因其换热管成U形而得名。T形翅片管T形翅片管是由光管经过滚轧加工成型的一种***换热管。U形管式换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上。此类换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。但管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因***内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分需用壁较厚的管子。这就影响了它的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。