隨著(zhù)我國改革開(kāi)放程度的不斷加深，社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展同時(shí)也促進(jìn)了我國工業(yè)的發(fā)展，在目前我國工業(yè)生產(chǎn)中，比如在石化、冶金、造紙、紡織等工業(yè)領(lǐng)域里利用換熱設備很多，在目前最經(jīng)常使用的就是管殼式換熱器，此外還有時(shí)板式換熱器，本文將主要分析管殼式換熱器，因此對于時(shí)板式換熱器筆者這里不在過(guò)多分析。管殼式換熱器因具有機構緊湊、換熱效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛引用，但同時(shí)，管殼式換熱式還存在著(zhù)承載能力比較小，流動(dòng)阻力大的缺點(diǎn)，但這并不影響管殼式換熱器的應用。

一、管殼式換熱器簡(jiǎn)介

管殼式換熱器（shell and tube heat exchanger）又稱(chēng)列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結構較簡(jiǎn)單，操作可靠，可用各種結構材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應用最廣的類(lèi)型。管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動(dòng)，稱(chēng)為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱(chēng)為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規定路程多次橫向通過(guò)管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，傳熱分系數大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結垢的流體。

二、管殼式換熱器的類(lèi)型

1、固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結構簡(jiǎn)單，但只適用于冷熱流體溫度差不大，且殼程不需機械清洗時(shí)的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補償圈，以減小熱應力。

2、浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動(dòng)，完全消除了熱應力；且整個(gè)管束可從殼體中抽出，便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣，但結構比較復雜，造價(jià)較高。

3、U型管式換熱器 每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區，借助于管箱內的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力，結構比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。

4、渦流熱膜換熱器渦流熱膜換熱器采用最新的渦流熱膜傳熱技術(shù)，通過(guò)改變流體運動(dòng)狀態(tài)來(lái)增加傳熱效果，當介質(zhì)經(jīng)過(guò)渦流管表面時(shí)，強力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。最高可達10000W/m2℃。同時(shí)這種結構實(shí)現了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢功能。其它類(lèi)型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對流換熱系數降低。

以上是幾種常見(jiàn)廣泛應用的管殼式換熱器，隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各行各業(yè)的不同需要，許多結構形狀特殊、傳熱表面高強化以及傳熱面積及結構體積比較大的新型換熱器也不斷被研制開(kāi)發(fā)，換熱器的使用領(lǐng)域還在不斷地發(fā)展和擴大，除了煉油、化工和石油化工等行業(yè)里獲得了廣泛的應用外，在核能、醫藥、環(huán)保節能等行業(yè)中的應用也在逐步的擴大，在高溫高壓及大容量領(lǐng)域也有新的較大的發(fā)展。如集成管箱型管殼式換熱器、階梯式折流板換熱器、SMGK型換熱器、彈簧刮壁式管板式換熱器、螺旋折流板式換熱器等各種型式的管殼式換熱器被應用在各個(gè)領(lǐng)域中。

三、管殼式換熱器的特點(diǎn)

管板式換熱器是目前我國工業(yè)生產(chǎn)中最常使用的一種換熱器，相比較于其他換熱器來(lái)說(shuō)，管板式換熱式的有點(diǎn)眾多，筆者將簡(jiǎn)單介紹一下管板式換熱器的特點(diǎn)。1、高效節能，高效節能是管板式換熱器最主要的一項特點(diǎn)，也是人們最常使用他的主要原因，節能是他的特點(diǎn)同時(shí)也是優(yōu)點(diǎn)，管板式換熱式可以達到6000-8000W/m2.0C。2、使用壽命長(cháng)，管板式換熱式基本都是采用全不銹鋼材制作的，耐腐性性比較高，同時(shí)也不生銹，延長(cháng)了他的使用時(shí)間，一般每臺管板式換熱器可以使用接近20年的時(shí)間，這對于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本是有極大好處的。3、采用納米技術(shù)，納米技術(shù)是當今世界最為先進(jìn)的一項科技，在許多領(lǐng)域都有使用，在管板式換熱器上同樣��使用，采用納米技術(shù)的管板式換熱器的換熱效果比以前高了接近一倍左右，顯著(zhù)增大了傳熱系數。4、應用領(lǐng)域廣闊，在目前我國大力發(fā)展工業(yè)的環(huán)境下，管板式換熱器的應用范圍也越來(lái)越廣，在我國熱電、廠(chǎng)礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫藥、能源電子、機械輕工等領(lǐng)域都有使用，使用范圍非常廣闊。5、維修費用低，對于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，換熱器的維修費用是比較受到關(guān)注的，但是管板式換熱器的維修保養費用是比較低的，并且操作性比較的簡(jiǎn)單易學(xué)，使用非常靈活，設計結構也可以根據生產(chǎn)要求進(jìn)行更改，同時(shí)安裝也簡(jiǎn)單方便。

管殼式換熱器應用廣泛，不管新型換熱器如何發(fā)展，管殼式換熱器仍以它自身的獨特的優(yōu)勢在石油、化工、煉油、核能等行業(yè)有不可取代的地位。在今后的研究中，在管程和殼程傳熱面的強化傳熱方面，以及應用領(lǐng)域的擴展、新材料的選用以及抗震、反腐等方面是管殼式換熱器設計、生產(chǎn)、使用方主要注重的方向。為滿(mǎn)足節能、環(huán)保、低耗、高效的要求傳熱效率高，加工制造工藝簡(jiǎn)單和安裝維修方便易行、占地面積小等特點(diǎn)將是今后管殼式換熱器的研制方向。