交換器的裝置數(shù)達(dá)到300~一500臺(tái)。就其壓力、溫度來說,國外的管殼式熱交換器的最高壓力達(dá)84MPa,最高溫度達(dá)1500℃,而最大外形尺寸長達(dá)33m,最大傳熱面積達(dá)6700m1,現(xiàn)有實(shí)際情況,還要超過上面給出的數(shù)據(jù)。
根據(jù)熱交換器在生產(chǎn)中的地位和作用,它應(yīng)滿足多種多樣的要求。一般來說,對(duì)其基本要求有:
(1)滿足工藝過程所提出的要求,熱交換強(qiáng)度高,熱損失少,在有利的平均溫差下工作。
(2)要有與溫度和壓力條件相適應(yīng)的不易遭到破壞的工藝結(jié)構(gòu),制造簡(jiǎn)單,裝修方便,經(jīng)濟(jì)合理,運(yùn)行可靠。
(3)設(shè)備緊湊,這對(duì)大型企業(yè)、航空航天、新能源開發(fā)和余熱回收裝置更有重要意義
(4)保證較低的流動(dòng)阻力,以減少熱交換器的動(dòng)力消耗。
熱交換器技術(shù)的進(jìn)步直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化,熱交換器技術(shù)的研究必須滿足各種情況特殊而又條件苛刻的要求,因而各國在組織大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的同時(shí),都很重視熱交換器的研究,并組織了較強(qiáng)的專業(yè)研究中心。例如,早在20世紀(jì)60年代就在傳熱工程領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了有影響的兩大國際性研究集團(tuán),即l962年成立的美國傳熱研究公司(Heat Transfer Research Inc,。簡(jiǎn)稱HTRI)和l968年成立的英國傳熱及流體流動(dòng)服務(wù)公司(Heat Transfer&.Fluid Flow Service,簡(jiǎn)稱HTFS),在我國,也有蘭州石油機(jī)械研究所、通用機(jī)械研究所等一些單位,在熱交換器的研究和設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了多年的工作,推動(dòng)了我國熱交換器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和推廣。
熱交換器的發(fā)展為傳熱學(xué)研究提供了日漸廣泛而深刻的課題,而傳熱學(xué)的研究又為熱交換器在傳熱性能和設(shè)計(jì)方面提供切實(shí)有效的數(shù)據(jù)和計(jì)算方法。因此,熱交換器和傳熱機(jī)理之間的關(guān)系是互相促進(jìn)、不可分割的。當(dāng)前世界上一些國際性傳熱會(huì)議、國內(nèi)學(xué)術(shù)討論會(huì)(例如中國工程熱物理學(xué)會(huì)及各有關(guān)分會(huì)的學(xué)術(shù)討論會(huì),有關(guān)行業(yè)的學(xué)術(shù)討論會(huì))上都有一定數(shù)量的熱交換器討論專題,國內(nèi)已多次舉行熱交換器研究的學(xué)術(shù)會(huì)議,均反映了傳熱學(xué)及傳熱設(shè)備的研究受到學(xué)術(shù)界和工程界的普遍重視但是,熱交換器的研究又有別于傳熱學(xué)的研究,熱交換器自身存在著從原理、設(shè)計(jì)到測(cè)試所構(gòu)成的一個(gè)完整的內(nèi)容體系,因而熱交換器對(duì)傳熱雖有其依賴關(guān)系,但又有其相對(duì)的獨(dú)立性。學(xué)習(xí)“熱交換器原理與設(shè)計(jì)”課程,在于使讀者在具備傳熱學(xué)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,全面了解熱交換器的工作原理和基本的設(shè)計(jì)方法,通過學(xué)習(xí),為今后在工作中不斷實(shí)踐和開拓創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。至于對(duì)熱交換器的深人研究所要涉及的那些更為廣泛的內(nèi)容,例如:
強(qiáng)化傳熱機(jī)理的研究和新型熱交換器的研制;流體熱物性的研究:
制造材料和防腐蝕技術(shù)的研究:
研究熱交換器的重要性在工程中,將某種流體的熱量以一定的傳熱方式傳遞給他種流體的設(shè)備,稱為熱交換器。在這種設(shè)備內(nèi),至少有兩種溫度不同的流體參與傳熱。一種流體溫度較高,放出熱量:另一種流體溫度較低,吸收熱量。但是有的熱交換器中也有多于兩種溫度不同的流體在其中傳熱的,例如空分裝置中的可逆式板翅熱交換器。
這里所講的熱交換器是指以傳熱為其主要過程(或目的)的設(shè)備。在工業(yè)中的有些設(shè)備,例如制冷設(shè)備、精餾設(shè)備等,在其完成指定的生產(chǎn)工藝過程的同時(shí),都伴隨著熱的交換,但傳熱并非它們的主要目的,對(duì)它們的研究有其各自的專門課程而不屬于熱交換器的范疇。