換熱器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng)，由于某些鹽類在溫度升高時(shí)從水中結(jié)晶析出，附著于換熱管表面，形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類緩沖劑，當(dāng)水的PH值較高時(shí)，也可導(dǎo)致水垢析出。初期形成的水垢比較松軟，但隨著垢層的生成，傳熱條件惡化，水垢中的結(jié)晶水逐漸失去，垢層即變硬，并牢固地附著于殼管式蒸發(fā)器表面上。此外，如同水垢一樣，當(dāng)殼管式蒸發(fā)器的工作條件適合溶液析出晶體時(shí)，換熱管表面上即可積附由物料結(jié)晶形成的垢層;當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)有機(jī)物較多、而流體的流速又較小時(shí)，部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會在換熱器內(nèi)沉積，形成疏松、多孔或膠狀污垢。

滿液式蒸發(fā)的基本方式是蒸發(fā)器內(nèi)的內(nèi)外強(qiáng)化傳熱管浸沒在制冷劑液體中,制冷劑吸收管內(nèi)水的熱量后蒸發(fā),它所進(jìn)行的是一種池沸騰換熱。專業(yè)專業(yè)常被設(shè)計(jì)成在運(yùn)行時(shí)有1～3排管子露在液面以上,以防止液滴帶出,液體沸騰時(shí)這幾排管子會被蒸氣帶上來的液體潤濕,仍能起傳熱管的作用。降膜式殼管式蒸發(fā)器的基本方式是制冷劑通過設(shè)計(jì)在滿液式蒸發(fā)器頂部的分配器被均勻分配噴淋到蒸發(fā)器內(nèi)的內(nèi)外傳熱管上,吸收管內(nèi)的熱量蒸發(fā)。相對滿液式蒸發(fā)器而言,降膜式蒸發(fā)具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)。①提高換熱性能：降膜式蒸發(fā)器具有極好的換熱性能,特別是在部分負(fù)載情況下。主要表現(xiàn)在兩方面:一方面充分利用了所有高效傳熱管的換熱面積;另一方面在蒸發(fā)壓力較低時(shí),滿液式蒸發(fā)器中液體的靜液柱使底部飽和蒸發(fā)溫度升高(局部飽和壓力升高導(dǎo)致飽和溫度升高),傳熱溫差減小,導(dǎo)致傳熱性能下降,降膜式蒸發(fā)則不存在這種情況。

換熱器選型時(shí)需要考慮的因素很多，主要是流體的性質(zhì);壓力、溫度及允許壓力降得范圍;對清洗、維修的要求;材料價(jià)格;使用壽命等。本項(xiàng)目選用目前應(yīng)用廣泛的殼管式蒸發(fā)器。殼管式蒸發(fā)器中常用的是固定管板式和浮頭式兩種。一般要根據(jù)物流的性質(zhì).流量、腐蝕性、允許壓降、操作溫度與壓力、結(jié)垢情況和檢修清洗等要素決定選用列管換熱器的型式。從經(jīng)濟(jì)角度看，只要工藝條件允許，應(yīng)該優(yōu)先選用固定管板式換熱器。但遇到以下兩種情況時(shí)，應(yīng)選用浮頭式換熱器。①殼壁與管壁的溫差超過 70C;壁溫相差50~70C。而殼程流體壓力大于0.6MPa時(shí)，不宜采用有波形膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。②殼程流體易結(jié)垢或腐蝕性強(qiáng)時(shí)不能采用固定管板式換熱器。綜合考慮本次設(shè)計(jì)任務(wù)及制造、經(jīng)濟(jì)等個(gè)方面，本次設(shè)計(jì)主要采用浮頭式和固定管板式換熱器。

能源是當(dāng)前人類面臨的重要問題之一，能源開發(fā)及轉(zhuǎn)換利用已成為各國的重要課題，而換熱器是能源利用過程中必不可少的設(shè)備，是化工、冶金、煉油、動力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械及其他許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設(shè)備。無論是從上述各種工業(yè)的發(fā)展，還是從能源的有效利用，專業(yè)殼管式蒸發(fā)器的選型、合理設(shè)計(jì)、制造和操作都有非常重要的意義。近年來，由于工藝要求、能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)等諸多因素，傳熱強(qiáng)化技術(shù)和換熱器的現(xiàn)代研究、設(shè)計(jì)方法獲得了飛速發(fā)展，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)開發(fā)了多種新型的換熱器，以滿足各行各業(yè)的要求。在國外，美國傳熱研究公司HTRI在傳熱機(jī)理、兩相流及測試技術(shù)方面取得進(jìn)展。該公司所開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件、各種殼管式蒸發(fā)器工藝設(shè)計(jì)軟件計(jì)算精度準(zhǔn)確。

換熱器管有會結(jié)垢是因?yàn)?a href="/tag/%E5%A3%B3%E7%AE%A1%E5%BC%8F%E8%92%B8%E5%8F%91%E5%99%A8" target="_blank">殼管式蒸發(fā)器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng)，由于某些鹽類在溫度升高時(shí)從水中結(jié)品析出，附著于換熱管表面，形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類緩沖劑，當(dāng)水的PH值較高時(shí)，也可導(dǎo)致水垢析出。初期殼管式蒸發(fā)器形成的水垢比較松軟，但隨著垢層的生成，傳熱條件惡化，水垢中的結(jié)晶水逐漸失去，垢層即變硬，并牢固地附著于換熱管表面上。此外，如同水垢一樣，當(dāng)換熱器的工作條件適合溶液析出品體時(shí)，換熱管表面上即可積附由物料結(jié)晶形成的垢層;當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)有機(jī)物較多、而流體的流速又較小時(shí)，部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會在換熱器內(nèi)沉積，形成疏松、多孔或膠狀污垢。