《化工单元操作》教案 换热器类型及结构.doc
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东营职业学院《化工单元操作》教案
课题
换热器类型及结构
专业
石油化工生产技术
班 级
2016级石油化工生产技术1班
人数
30
授课日期
周次
教学及参考资料
陆美娟,张浩勤.化工原理.化学工业出版社.2006
教学仪器
设备
背投、课件
教学地点
3A115
课时
2
学习目标
知识目标:
1. 掌喔换热器的分类方法;
2. 了解板式换热器结构特点及其优缺点
3.掌握板式换热器的基本型式及其优缺点。
能力目标:
能正确判断换热器的类型;
能根据列管式换热器的结构特点,正确判断其型式;
能根据板式换热器的结构特点,正确判断其型式。
素质目标:
1. 踏实、认真的学习态度;
2. 对所学结果进行自我评价、自我学习的能力;
3. 培养分析问题、解决问题的能力;
4. 明确职业岗位所处的位置,不断提升自身职业能力。
教学重点
换热器的类型
教学难点
换热器类型的判断及其结构
教学难点解决
通过多种教学方法并用,举例让学生深入体会
教学方法
以PPT展示、黑板讲授相结合为主,启发、提问、讨论等多种方法相结合。
教学组织及时间分配
教学组织
时间分配(min)
第一部分:组织教学、课前复习
3
第二部分:新课导入
5
第三部分:新课讲授(具体时间分配在教学具体实施过程中注明)
75
第四部分:课堂小结
5
第五部分:布置作业
2
教学具体实施过程
时间分配及新内容补充
第一部分:组织教学、课前复习
[组织教学、清点人数]
点名、查看学生上课出勤情况
[课前复习]
1. 传热的基本方式有哪些?
2. 工业上应用的换热方式有哪几种?
第二部分:新课导入
实训室的传热装置中包含很多换热器,你能指出哪些是换热器吗?这些换热器又是哪类换热器呢?请小组交流讨论。
第三部分:新课讲授
[展示课件、介绍学生在本节课需要掌握的知识、能力、素养目标]
换热器是石油化工生产中重要的设备之一,它可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用十分广泛。换热器有各种形式,但就冷、热两流体间热交换的方式而言,换热器可分为直接混合式、蓄热式和间壁式三类。由于生产中大多数情况下不允许冷、热两流体在换热的过程中混合,故以间壁式换热器最为普遍。
[板书]
一、间壁式换热器分类
[活动1]
学生查阅资料,描述间壁式换热器的分类。
[讲述]
间壁式换热器按换热器的用途分为加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器和冷凝器;按换热器传热面形状和结构分为管式换热器、板式换热器和特殊形式换热器。具体分类如下:
1. 管式换热器
(1)蛇管换热器
换热管是用金属管弯制成蛇的形状,所以称蛇管,如图所示。蛇管换热器由两种形式,沉浸式和喷淋管式换热器。
。
沉浸式换热器
沉浸式换热器如图所示,蛇管安装在容器中液面以下,容器中流动的液体与蛇管中的流体进行热量交换。其优点是结构简单,适用于管内流体为高压或腐蚀性流体;其主要缺点是蛇管外的对流传热系数α较小,为了提高管外流体的对流传热系数,常在容器中安装搅拌器,以增大管外液体的湍动程度。
②喷淋管式换热器
喷淋管式换热器如图所示,喷淋管式换热器冷却用水进入排管上方的水槽,经水槽的齿形上沿均匀分布,向下依次流经各层管子表面,最后收集于水池中。管内热流体下进上出,与冷却水作逆流流动,进行热量交换。喷淋管式换热器用于管内高压流体的冷却。
喷淋管式换热器般安装在室外,冷却水被加热时会有部分汽化,带走部分汽化热,提高传热速率。其结构简单,管外清洗容易,但占用空间较大。
(2)套管式换热器
套管式换热器是由两种不同直径的直管套在一起,制成若干根同心套管。相邻两个外管用接管串联,相邻内管用U形弯头串联,如图所示。一种流体在内管中流动,另一流体在内管与外管之间的环隙中流动。为提高传热速率,常将内管外表面或外管内表面加工成槽或翅冀,使环隙内的流体呈湍流状态,其传热系数较大。
套管式换热器结构简单,能耐高压。根据传热的需要,可以增减串联的套管数目。其缺点是单位传热面的金属消耗量较大。当流体压力较高流量不大时,采用套管式换热器较为合适。
(3)热管式换热器
热管式换热器是在长方形壳体中安装许多热管,壳体中间有隔板,使高温气体与低温体隔开。在金属热管外表面装有翅片,以增加传热面积,其箱式结构如图所示。
热管式换热器的工作原理如图所示。在一根金属管内表面覆盖层有毛细孔结构的吸液网,抽去管内空气,装入定量载热液体(工作液体),载热液体渗透到吸液网中。热管的一端为蒸发端,另-端为冷凝端.载热液体在蒸发端从高温气体得到热量汽化为蒸气,蒸气在压力差的作用下流向冷凝端,向低温气体放出热量而冷凝为液体。此冷凝液在吸液网的毛细管作用下流回蒸发端,再次受热汽化,如此
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