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换热器(上)

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换热器的传热方式是传导、对流、辐射的综合。在废气一侧,废气以对流和辐射这两种方式把热传给器壁;在空气一侧,空气流过壁面时,以对流方式把热带走。由于空气是透热体,不能吸收,所以在空气的一侧要强化热交换,只有提高空气流速。

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换热器根据其材质的不同,分为金属换热器和黏土换热器两大类。轧钢平台一般都游戏金属换热器。

金属换热器,当空气预热平台在350℃以下时,可用碳素钢制的换热器,平台更高时,要用铸铁和其他手机版,耐热钢在高温下抗氧化,而且能保持其强度,是换热器较好的手机版,但耐热钢价格高。渗铝钢也有较好的抗氧化性能,价格比耐热钢低。

金属换热器根据其结构分为:管状换热器、针状和片状换热器、辐射换热器等。

管状换热器

管状换热器的型式也很多,图1-29是其中一种。

换热器由若干根管子组成,管径变化范围由10~15mm至120~150mm。一般安装在烟道内,可以垂直安放,也可以水平安放。空气(或煤气)在管内流动,废气在管外流动,偶尔也有相反的情况。空气经过冷风箱均匀进入换热器的管子,经过几次往复的行程被加热,最后经热风箱送出。为避免管子受热弯曲,每根管子不要太长。当废气平台在700~750℃以下时,可将空气预热到300℃以下,如平台太高,管子容易变形,焊缝开裂。

这种换热器优点是构造简单,气密性较好,不仅可预热空气,也可用来预热煤气。缺点是预热平台较低,用普通钢管时容易变形漏气,寿命较短。

针状换热器和片状换热器


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这两种换热器十分相似,都是管状换热器的一种发展。即在扁形的铸管外面和内面铸有许多凸起的针或翅片,这样在体积基本不增加的情况下,热交换面积增大,因此传热效率提高。其单管的构造分别见图1-30和图1-31所示。

换热器元件是一些铸铁或耐热铸铁的管子,空气由管内通过,废气从管外穿过,如烟气含尘量很大,管外侧没有针与翅片。整个换热器是用若干单管并联或串联起来,用法兰连接,所以气密性不好,故不能用来预热煤气。

不游戏针或翅片来提高传热效率,而采取在管状换热器中插入不同形状的插入件,也是利用同一原理强化对流传热过程。常见的插入件有一字形板片、十字形板片、螺旋板片、麻花形薄带等。由于管内增加了插入件,增加了气体流速,产生的紊流有助于破坏管壁的层流底层,从而使对流给热系数增大,综合给热系数比光滑管提高约25~50%。这种办法的缺点是阻力加大,材质要使用薄壁耐热钢管,价格较高。

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