第一章换热器简介及发展趋势
概述
在化工生产中，为了工艺流程的需要，常常把低温流体加热或把高温流体冷却，把液
态汽化或把蒸汽冷凝程液体，这些工艺过程都是通过热量传递来实现的。进行热量传递的设备称为换热设备或换热器。换热器是通用的一种工艺设备，他不仅可以单独使用，同时又是很多化工装置的组成部分。
在化工厂中，换热器的投资约占总投资的1020，质量约为设备总质量的40左
右，检修工作量可达总检修工作量的60以上。由此可见，换热器在化工生产中的应用是
十分广泛的，任何化工生产工艺几乎都离不开它。在其他方面如动力、原子能、冶金、轻工、制造、食品、交通、家电等行业也有着广泛的应用。
70年代的世界能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展，为了节能降耗，提高工
业生产经济效益，要求开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备
1。这是因为，随
着能源的短缺从长远来看，这是世界的总趋势，可利用热源的温度越来越低，换热允许
2
1
温差将变得更小，当然，对换热技术的发展和换热器性能的要求也就更高2。所以，这些
年来，换热器的开发与研究成为人们关注的课题，最近，随着工艺装置的大型化和高效率化，换热器也趋于大型化，向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。同时，对其一方面要求成本适宜，另一方面要求高精度的设计技术。当今换热器技术的发展以
CFDComputatio
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amics、模型化技术、强化传热技术及新型换热器开发等形成了一
个高技术体系3。
当前换热器发展的基本趋势是：继续提高设备的传热效率，促进设备结构的紧凑性，加强生产制造的标准化系列化和专业化，并在广泛的范围内继续向大型化的方向发展。各种新型高效紧凑式换热器的应用范围将得到进一步扩大。在压力、温度和流量的许可范围内，尤其是处理强腐蚀性介质而需要使用贵重金属材料的场合下，新型紧凑式换热器将进
步取代管壳式换热器。总之，为了适应工艺发展的需要，今后在强化传热过程和换热设备方面，还将继续探索新的途
径。
强化传热技术
所谓提高换热器性能，就是提高其传热性能。狭义的强化传热系指提高流体和传热面之间的传热系数。其主要方法归结为下述两个原理，即使温度边界层减薄和调换传热面附近的流体，前者采用各种间断翅片结构，后者采用泡核沸腾传热2。最近还兴起一种EHD
f技术，即电气流体力学技术，又称为电场强化冷凝传热技术，进一步强化了对流、冷凝和沸腾传热，特别适用于强化r