隨著人們對熱能認識的加深，需求越來越大，很多人在工作或者生活中常會聽到會見到這么一個東西——熱交換器。熱交換器是指將熱流體內的熱能傳遞到冷流體的器具，以滿足規定的工藝要求的裝置，是對流傳熱及熱傳導的一種工業應用。簡單來說也就是一種內部接觸面較大又相對密封的一種容器。家用的熱交換器比較常見，咱們今天就說一下在工業領域中應用比較廣泛的管式熱交換器。

基本概念

在管式換熱器內進行換熱的兩種流體，一種在管內流動，其行程稱為管程;一種在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。為提高管外流體給熱系數，通常在殼體內安裝一定數量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路，增加流體速度，還迫使流體按規定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種，前者應用更為廣泛。

    流體在管內每通過管束一次稱為一個管程，每通過殼體一次稱為一個殼程。為提高管內流體的速度，可在兩端封頭內設置適當隔板，將全部管子平均分隔成若干組。這樣，流體可每次只通過部分管子而往返管束多次，稱為多管程。同樣，為提高管外流速，可在殼體內安裝縱向檔板使流體多次通過殼體空間，稱多殼程。在管式換熱器內，由于管內外流體溫度不同，殼體和管束的溫度也不同。

基本分類

固定管板式

固定管板式換熱器是將兩端管板直接與殼體焊接在一起。主要由外殼、管板、管束、封頭等主要部件組成。殼體中設置有管束，管束兩端采用焊接、脹接或脹焊并有的方法將管子固定在管板上，管板外周圍和封頭法蘭用螺栓緊固。固定管板式換熱器的結構簡單、造價低廉、制造容易、管程清洗檢修方便，但殼程清洗困難，管束制造后有溫差應力存在。當換熱管與殼體有較大溫差時，殼體上還應設有膨脹節。

浮頭式

浮頭式換熱器一端管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內自由移動，也就是殼體和管束熱膨脹可自由。故管束和殼體之間沒有溫差應力。一般浮頭可拆卸，管束可以自由地抽出和裝入。浮頭式換熱器的這種結構可以用在管束和殼體有較大溫差的工況。管束和殼體的清洗和檢修較為方便，但它的結構相對比較復雜，對密封的要求也比較高。

“U”型管式

U形管式換熱器是將換熱管煒成U形，兩端固定在同一管板上。由于殼體和換熱管分開，換熱管束可以自由伸縮，不會由于介質的溫差而產生溫差應力。U形管換熱器只有一塊管板，沒有浮頭，結構比較簡單。管束可以自由的抽出和裝入，方便清洗，具有浮頭式換熱器的優點，但由于換熱管做成半徑不等的U形彎，最外層換熱管損壞后可以更換外，其它管子損壞只能堵管。同時，它與固定管板式換熱器相比，由于換熱管受彎曲半徑的限制它的管束中心部分存在空隙，流體很容易走短路，影響了傳熱效果。

以上就是工業中常用的管式熱交換器的分類與細分分類下的結構原理圖，原理簡單而設計上又比較復雜，工藝、材質要求也較高，目的就是為了提升熱交換器的換熱效率。然而管式熱交換器因為其特殊的管狀構造，在使用過程中使用的流體肯定包含一些雜質等，很難徹底清洗。這也就造成了企業對于資源、時間、人力的浪費，今后在清洗方面將是主要發展的方向。