傳熱實驗裝置的優點

1. 傳熱裝置的作用

傳熱裝置換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。
換熱器的應用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機裝置中的凝汽器和航天火箭上的油冷卻器等，都是換熱器。它還廣泛應用於化工、石油、動力和原子能等工業部門。它的主要功能是保證工藝過程對介質所要求的特定溫度，同時也是提高能源利用率的主要設備之一。
換熱器既可是一種單獨的設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內的熱交換器。
由於製造工藝和科學水平的限制，早期的換熱器只能採用簡單的結構，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著製造工藝的發展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好，長期以來在工業生產中成為一種典型的換熱器。
二十世紀20年代出現板式換熱器，並應用於食品工業。以板代管製成的換熱器，結構緊湊，傳熱效果好，因此陸續發展為多種形式。30年代初，瑞典首次製成螺旋板換熱器。接著英國用釺焊法製造出一種由銅及其合金材料製成的板翅式換熱器，用於飛機發動機的散熱。30年代末，瑞典又製造出第一台板殼式換熱器，用於紙漿工廠。在此期間，為了解決強腐蝕性介質的換熱問題，人們對新型材料製成的換熱器開始注意。
60年代左右，由於空間技術和尖端科學的迅速發展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釺焊和密封等技術的發展，換熱器製造工藝得到進一步完善，從而推動了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發展和廣泛應用。此外，自60年代開始，為了適應高溫和高壓條件下的換熱和節能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進一步的發展。70年代中期，為了強化傳熱，在研究和發展熱管的基礎上又創制出熱管式換熱器。
換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。
混合式換熱器是通過冷、熱流體的直接接觸、混合進行熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。由於兩流體混合換熱後必須及時分離，這類換熱器適合於氣、液兩流體之間的換熱。例如，化工廠和發電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴淋，而冷空氣自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進行換熱，熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然後依靠兩流體本身的密度差得以及時分離。
蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經蓄熱室中的蓄熱體(填料)表面，從而進行熱量交換的換熱器，如煉焦爐下方預熱空氣的蓄熱室。這類換熱器主要用於回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收冷量為目的的同類設備稱蓄冷器，多用於空氣分離裝置中。
間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開，並通過間壁進行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應用最廣。
間壁式換熱器根據傳熱面的結構不同可分為管式、板面式和其他型式。管式換熱器以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等；板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為滿足某些特殊要求而設計的換熱器，如刮面式換熱器、轉盤式換熱器和空氣冷卻器等。
換熱器中流體的相對流向一般有順流和逆流兩種。順流時，入口處兩流體的溫差最大，並沿傳熱表面逐漸減小，至出口處溫差為最小。逆流時，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。在冷、熱流體的進出口溫度一定的條件下，當兩種流體都無相變時，以逆流的平均溫差最大順流最小。
在完成同樣傳熱量的條件下，採用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面積減小；若傳熱面積不變，採用逆流時可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節省設備費，後者可節省操作費，故在設計或生產使用中應盡量採用逆流換熱。
當冷、熱流體兩者或其中一種有物相變化(沸騰或冷凝)時，由於相變時只放出或吸收汽化潛熱，流體本身的溫度並無變化，因此流體的進出口溫度相等，這時兩流體的溫差就與流體的流向選擇無關了。除順流和逆流這兩種流向外，還有錯流和折流等流向。
在傳熱過程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱系數是一個重要的問題。熱阻主要來源於間壁兩側粘滯於傳熱面上的流體薄層(稱為邊界層)，和換熱器使用中在壁兩側形成的污垢層，金屬壁的熱阻相對較小。
增加流體的流速和擾動性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數。但增加流體流速會使能量消耗增加，故設計時應在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協調。為了降低污垢的熱阻，可設法延緩污垢的形成，並定期清洗傳熱面。
一般換熱器都用金屬材料製成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用於製造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用於不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其合金多用於製造低溫換熱器；鎳合金則用於高溫條件下；非金屬材料除製作墊片零件外，有些已開始用於製作非金屬材料的耐蝕換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。

2. 傳質傳熱逆流優缺點

直接引用教科書的內容吧，大概就是這么個意思
優點：在相同的進出口條件下逆流的平均溫差最大順流的平均溫差小。順流時冷流體出口溫度總是低於熱流體的出口溫度，而逆流布置的話則不受這種限制。順流和逆流代表了各種流動布置形式中兩種極端情況，因此逆流傳熱，換熱平均溫差最大，因此具有較高的換熱效率，工程上盡量採用逆流傳熱。在這點上傳質與傳熱是相似的，因此採用逆流布置同樣使得傳質效率提高。
概括起來，優點就是提高換熱效率，減小換熱器面積，增大換熱量，提高能量利用率
缺點：冷熱流體的高溫側集中在換熱器的一側，使得這一側的壁溫偏高，對於高溫換熱器來說可能會帶來安全問題。
概括起來就是兩流體高溫位於一側，可能有安全問題。

3. 冷熱流體並,逆流在傳熱過程的中的優缺點

並流，傳熱溫差小，但冷熱流體溫度分布均勻。適用於對材料溫度分布均勻有要求的場合。
逆流，是最理想的流動方式，傳熱溫度大，換熱效率高，但最冷和最熱分別集中在換熱器的兩端。

4. 並流與逆流傳熱各有什麼特點

水平並流型：

水平並流和垂直上升並流僅適用於壓力噴霧的情況，此時空氣和霧滴在乾燥室內均以相同方向運動。垂直下降並流適合壓力噴霧和離心噴霧，高溫氣流與料液均從乾燥室頂部進入，粉末沉落於底部，而廢氣夾帶粉末從靠近底部的排風管一起排至集粉裝置。

垂直上升逆流型：

在噴霧乾燥室內，熱風和霧滴的運動方向，直接影響塔內的溫度分布，進而影響產品性質和乾燥時間。熱風進出乾燥塔的方式和熱風分布裝置，直接控制塔內的熱風運動狀態。如果設計得當，不但能促進乾燥過程的進行，而且還能減輕粘壁現象。

對於垂直上升逆流型，高溫氣流從乾燥室底部上升，料液從頂部噴灑而下，已經乾燥的產品會與高溫氣體接觸，不適用於熱敏性物料的乾燥。

逆流操作中廢氣由頂部排出，為了減少廢氣帶走未乾燥的霧滴，必須保持較低的氣體流速，因此在一定程度上限制了生產能力，但逆流操作的傳熱、傳質推動力都較大，所以熱能利用率較高。

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在噴霧乾燥塔內，熱風和霧滴的運動方向，直接影響塔內的溫度分布，進而影響產品性質和乾燥時間。熱風進出乾燥塔的方式和熱風分布裝置，直接控制塔內的熱風運動狀態。如果設計得當，不但能促進乾燥過程的進行，而且還能減輕粘壁現象。

目前各類噴霧乾燥設備中，高溫氣流與霧滴的流動方式可分為並流、逆流及混合流三類，其中並流又分為水平並流和垂直並流，垂直並流又可分為上升和下降兩種。

水平並流和垂直上升並流僅適用於壓力噴霧的情況。垂直下降並流適合壓力噴霧和離心噴霧，高溫氣流與料液均從乾燥室頂部進入，粉末沉落於底部，而廢氣夾帶粉末從靠近底部的排風管一起排至集粉裝置。

這種設計利於顆粒乾燥和產品卸出，但加重了回收裝置的負擔。逆流操作中，高溫氣流從乾燥室底部上升，料液從頂部噴灑而下，已經乾燥的產品會與高溫氣體接觸，不適用於熱敏性物料的乾燥。

逆流操作中廢氣由頂部排出，為了減少廢氣帶走未乾燥的霧滴，必須保持較低的氣體流速，因此在一定程度上限制了生產能力，但逆流操作的傳熱、傳質推動力都較大，所以熱能利用率較高。混合流操作的優點是高溫氣流與物料接觸面大且接觸密切，有攪拌作用，脫水效率較高。

網路-垂直上升逆流型

網路-水平並流型

5. 的流動特性實驗：流化床的主要特性用於傳熱有何優點

振動流化床乾燥機床層溫度均勻，便於調節和維持所需的溫度；顆粒之間傳熱速率高，且流化床與傳熱壁面間有較高的傳熱速率。

●物料受熱均勻，熱交換充分，乾燥強度高，比普通乾燥機節能30％左右。
●振動源是採用振動電機驅動，運轉平穩、維修方便、噪音低、壽命長。
●流態化穩，無死角和吹穿現象。ZLG系列振動流化床乾燥機
●可調性好，適應面寬，料層厚度和在機內移動速度以振幅變更均可實現無級調節。
●對物料表面損傷小，可用於易碎物的乾燥，物顆粒不規則時亦不影響工作效果。
●採用全封閉式的結構，有效的防止了物料與空氣間的交叉污染，作業環境清潔。

6. 攪拌釜式反應器的傳熱裝置有哪些各有什麼特點

攪拌設備常用的傳熱元件有夾套、蛇管（橫向盤管和豎式盤管）、內附件（導流筒和擋板）以及攪拌器本身。根據所需換熱面積的大小，選擇傳熱元件的一般順序為：當夾套換熱面積能滿足傳熱要求時，首先選用夾套，這樣可減少容器內構件，便於清洗，且不佔用容器的有效面積；當夾套的換熱面積不足時，可在容器內設置增加內盤管（橫向盤管和豎式盤管，當橫向盤管的螺距設計較小時可起導流筒的作用，而豎式盤管可起導流筒的作用，而豎式盤管可起擋板作用）；當換熱面積仍不足時，可選用擋板或攪拌器本身做成空心結構，內通入再熱介質進行換熱。

7. 傳熱實驗裝置,換熱器水平放置有什麼優點

可以依靠重力多次進行換熱，要是豎直放置則只能依靠重力進行一次

8. 簡述三種傳熱方式及其優缺點 化工原理的

傳熱的三種形式分別是熱傳導、熱對流和熱輻射。熱傳導是由於物質的分子、原子或電子的熱運動或振動，使熱量從物體的高溫部分向低溫部分傳遞的過程，任何緊密接觸的物體，不論其內部有無質點的相對運動，只要存在溫度差，就必然會發生熱傳導。熱對流是指流體中質點發生相對運動而引起的熱量傳遞，熱對流僅發生在流體中。熱輻射是由於物體發出輻射能而使熱量傳遞的過程，是一種通過電磁波傳遞能量的方式。要說以上三者的優缺點，必須要有實例，應為它們的優缺點不是絕對的，而是相對的，在不同的應用，它們的優缺點也就不同，比如用電飯煲工作主要是通過熱傳導和熱對流兩種方式進行的，而微波爐工作主要是通過熱輻射進行，只能說它們各有各的用途。絕對的是：熱對流必須要在流體中進行，而不能再真空中傳遞，而熱輻射則可以在真空中傳遞。

9. 攪拌反應釜的傳熱裝置有哪幾種,各有什麼特點

攪拌反應釜常用的傳熱裝置是：夾套，蛇管。
1、夾套：是反應釜最常
用的傳熱裝置，整體夾
套由圓柱形殼體和下封
頭組成。夾套與內筒采
用法蘭連接和焊接
俄兩
種連接萬式。法蘭連接
用於操作條件差、需定
期檢查和經常清洗夾套
的場合。夾套上設有蒸
汽、冷卻水或其他加熱、
冷卻介質的進出口。當
加熱介質是蒸汽時，進
口管靠近夾套上端，冷
凝液從底部排出;當加熱
(冷卻)介質是液體時，
則進口管應設在底部，
使液體下進上出，有利
於排除氣體和充滿液體。
2、蛇管：
當夾套傳熱不能滿足要求
或不宜採用夾套傳熱時，可采
用蛇管傳熱。
蛇管置於釜內，浸人反應
介質中，傳熱效果比夾套好，
但檢修困難。
蛇管一般由無縫鋼管繞制
而成，常用的結構形狀有圓形
螺旋狀、平面環形、彈簧同心
圓組並聯形式等。
當蛇管中心直徑較小、圈
數較少時，蛇管利用進出口管
固定在釜蓋或釜底上;
若中心直徑較大、圈數較多、
重量較大時，則設立固定的支
架支撐。
蛇管的進出口最好設在同一
端，一般設在上封頭，結構簡
單，裝拆方便。