管壳式换热器的传热原理介绍

管壳式换热器是在壳体中管束壁面作为传热面的间壁换热器。该换热装置结构简单，操作可靠，可用于各种结构材料(主要为金属)，可在高温高压下使用，是目前应用最广泛的换热设备。

管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)、管箱等部分组成。多为圆筒形，内装有管束，管束的两端固定在管板上。冷、热交换的两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。为了增加管外液的传热分系数，通常在壳体内安装一系列隔板。隔板提高了壳程流体的速度，迫使流体在规定的距离横向多次通过管束，从而加强了流体湍流的程度。在管板上的换热管可以按等边三角形或正方形排列。等边三角形布置紧凑，管外湍动程度高，传热分系数大；四边形排列便于管外清洗，适用于易结垢流体。

流经管道的每一次流体被称为管程，每经过壳体一次称为壳程。因此，这种液体每次仅通过部分管道，因此在管束中来回多次，这称为多管程。同理，为了增加管外流速，还可以在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。多管程和多壳程可以配合使用。

管壳式换热器由于管内、外流体的温度不同，导致换热器的壳体和管束的温度不同。若两者温度差异较大，则会在换热器中产生较大的热应力，导致管弯曲、断裂或脱开。所以，当管束与壳体的温度差超过50℃时，应采取适当的补偿措施，消除或减小热应力。一般说来，管壳式换热器制造简单，生产成本低，材料选择范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，而且因具有某些优点，在化工、石油等行业中仍处于主导地位。