换热器发展历史

二十世纪20年代出现板式换热器，并应用在食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典**制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材质制成的板翅式换热器，用在飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出**台板壳式换热器，用在纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材质制成的换热器开始注意。
60年代左右，由于空间技术和**科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时，入口处两流体的温差*大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为*小。逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差*大顺流*小。
在完成同样传热量的条件下，采用逆流可使平均温差增大，换热器的传热面积减小；若传热面积不变，采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费，后者可节省操作费，故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。
当冷、热流体两者或其中一种有物相变化(沸腾或冷凝)时，由于相变时只放出或吸收汽化潜热，流体本身的温度并无变化，因此流体的进出口温度相等，这时两流体的温差就与流体的流向选择无关了。除顺流和逆流这两种流向外，还有错流和折流等流向。
在传热过程中，降低间壁式换热器中的热阻，以提高传热系数是一个重要的问题。热阻主要来源于间壁两侧粘滞于传热面上的流体薄层(称为边界层)，和换热器使用中在壁两侧形成的污垢层，金属壁的热阻相对较小。
增加流体的流速和扰动性，可减薄边界层，降低热阻提高给热系数。但增加流体流速会使能量消耗增加，故设计时应在减小热阻和降低能耗之间作合理的协调。为了降低污垢的热阻，可设法延缓污垢的形成，并定期清洗传热面。
 一般换热器都用金属材质制成，其中碳素钢和低合金钢大多用在制造中、低压换热器；不锈钢除主要用在不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材质；铜、铝及其合金多用在制造低温换热器；镍合金则用在高温条件下；非金属材质除制作垫片零件外，有些已开始用在制作非金属材质的耐蚀换热器，如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。





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