列管式換熱器的工作原理

來(lái)源：山東擎雷環(huán)境科技股份有限公司 2025年06月14日 15:23

列管式換熱器是一種常見(jiàn)的熱交換設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥、食品等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。其工作原理基于熱傳導(dǎo)原理，通過(guò)管束內(nèi)的流體與管外流體之間的熱量交換，實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞與轉(zhuǎn)移。

列管式換熱器主要由管束、殼體、封頭等部件組成。管束內(nèi)流動(dòng)著一種流體，而管外則流動(dòng)著另一種流體。當(dāng)兩種流體分別流經(jīng)管束內(nèi)外時(shí)，由于溫度差異，熱量會(huì)從高溫流體傳遞到低溫流體。這一過(guò)程中，管束壁作為熱傳導(dǎo)的媒介，將熱量從一側(cè)傳遞到另一側(cè)。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)高溫流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其熱量會(huì)通過(guò)管壁傳導(dǎo)到管外，與管外的低溫流體進(jìn)行熱交換。同時(shí)，低溫流體在管外流動(dòng)，吸收管壁上傳遞過(guò)來(lái)的熱量，從而實(shí)現(xiàn)升溫。通過(guò)不斷調(diào)整流體流速、流量以及管束的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳熱效率和傳熱量的精確控制。

列管式換熱器的優(yōu)點(diǎn)在于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、傳熱效率高，且適用于處理大流量、高溫度的流體。

管束排列優(yōu)化

數(shù)百根無(wú)縫鋼管以等邊三角形排列，管徑 19-25mm，長(zhǎng)度可達(dá) 12 米。蒸汽在殼程橫向沖刷管束，水在管程縱向流動(dòng)，形成逆流換熱模式。某供暖設(shè)備實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，其傳熱系數(shù)高達(dá) 2500W/(m2?K)，較傳統(tǒng)設(shè)備提升 40%。

材料科學(xué)突破

蒸汽側(cè)采用 304 不銹鋼抵御高溫，水側(cè)選用 ND 鋼對(duì)抗腐蝕。在沿海高鹽霧環(huán)境中，設(shè)備壽命延長(zhǎng) 3 年。模塊化設(shè)計(jì)支持在線擴(kuò)容，單管束更換技術(shù)使停機(jī)時(shí)間縮短 80%。

流體力學(xué)創(chuàng)新

內(nèi)置螺旋導(dǎo)流板使殼程流體形成螺旋流場(chǎng)，湍流程度提升 3 倍，水側(cè)壓降控制在 0.05MPa 以內(nèi)。數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)映射設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警準(zhǔn)確率 95% 以上。

技術(shù)革命：從經(jīng)驗(yàn)設(shè)備到智慧終端

在工業(yè) 4.0 浪潮下，蒸汽列管式換熱器正經(jīng)歷三大技術(shù)躍遷：

材料革命

石墨烯 - 不銹鋼復(fù)合管使傳熱效率提升 15%，抗結(jié)垢性能增強(qiáng) 50%。陶瓷基復(fù)合材料使設(shè)備耐溫達(dá) 2000℃，抗熱震性能提升 3 倍，適用于氫能源儲(chǔ)能等超高溫工況。

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