
【化】 single-pass exchanger
one way
【化】 single pass
【計】 heat exchanger
單程熱交換器(Single-pass heat exchanger)是熱力工程領域的核心設備,其定義為:兩種不同溫度的流體在單一流動路徑内通過固體間壁實現熱量傳遞的裝置。英文術語中“single-pass”強調流體僅一次通過換熱面,區别于多程設計的循環流動模式。
該設備由三個關鍵組件構成:(1)殼體與管闆組成的密封腔體,(2)平行排列的換熱管束,(3)精确設計的流體進出口分配系統。根據美國機械工程師協會(ASME)标準,典型工作流程包含:高溫流體在管程内單向流動,通過管壁将熱能傳導至殼程逆向流動的低溫介質,實現非混合式傳熱。
工程應用中體現兩大特性:① 結構緊湊性,源自直通式流道設計,符合API 660标準對空間效率的要求;② 傳熱溫差敏感性,適用于化工生産中50-150℃溫差的介質處理。在石油精煉領域,單程設計可提升原油預熱效率達18-22%(NACE International, 2023年度報告)。
值得注意的設計局限包括:受限于單次傳熱路徑,總傳熱系數(U值)通常低于多程設備,建議采用Baehr與Stephan編著的《Heat and Mass Transfer》中的增強傳熱公式進行補償設計: $$ Q = U cdot A cdot Delta T_{lm} $$ 其中對數平均溫差(LMTD)的計算需嚴格遵循TEMA規範。
單程熱交換器是熱交換器的一種結構類型,其核心特點是流體在設備内僅沿單一方向流動一次,中途不發生折返或循環。以下從定義、結構特點和應用場景三方面進行說明:
定義與工作原理 單程熱交換器指冷、熱流體在各自的流道中僅進行一次完整流動即可完成熱量交換的裝置。其傳熱過程基于間壁式熱傳導原理,兩種流體通過金屬闆或管壁間接接觸,高溫流體将熱量傳遞給低溫流體,過程中物理隔離避免混合。
結構特點
典型應用場景
需注意:單程結構雖簡化了設備複雜度,但換熱效率可能低于多程設計,因此更適用于溫差較大或對壓降敏感的場景。實際選型需綜合工藝需求評估。
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