板式換熱器技術日益幼稚
板式換熱器技術日益幼稚,近年來。其傳熱效率高,體積小,重量輕,污垢系數低,裝配方便,板片品種多,適用范圍廣,供熱行業(yè)得到廣泛應用。板式換熱器按組裝方式分為可拆式、焊接式、釬焊式、板殼式等。由于可拆式板式換熱器便于裝配清洗,增減換熱器面積靈活,供熱工程中使用較多??刹鹗桨迨綋Q熱器受橡膠密封墊耐熱溫度的限制,適用于水一水傳熱。本文對提高可拆式板式換熱器效能的優(yōu)化設計進行研究。
應通過技術經濟比擬后確定。提高換熱器的傳熱效率和降低換熱器的阻力應同時考慮,提高板式換熱器的效能是一個綜合經濟效益問題。而且應合理選用板片材質和橡膠密封墊材質及安裝方法,保證設備平安運行,延長設備使用壽命。
二、板式換熱器優(yōu)化設計方法
2.1提高傳熱效率
冷熱流體通過換熱器板片傳熱,板式換熱器是問壁傳熱式換熱器。流體與板片直接接觸,傳熱方式為熱傳導和對流傳熱。提高板式換熱器傳熱效率的關鍵是提高傳熱系數和對數平均溫差。
減小污垢層熱阻:① 提高換熱器傳熱系數只有同時提高板片冷熱兩側的外表傳熱系數。選用熱導率高的板片,減小板片的厚度,才有效提高換熱器的傳熱系數。
a.提高板片的外表傳熱系數
外表傳熱系數與板片波紋的幾何結構以及介質的流動狀態(tài)有關。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經過多年的研究和實驗發(fā)現,由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產生湍流 雷諾數一 150時 因此能獲得較高的外表傳熱系數。波紋斷面形狀為三角形 正弦形外表傳熱系數最大,壓力降較小,受壓時應力分布均勻,但加工困難,人字形板片具有較高的外表傳熱系數,且波紋的夾角越大,板間流道內介質流速越高,外表傳熱系數越大。
b.減小污垢層熱阻
濟南板式換熱器傳熱系數降低約 10%因此,減小換熱器的污垢層熱阻的關鍵是防止板片結垢。板片結垢厚度為 1mm時。必需注意監(jiān)測換熱器冷熱兩側的水質,防止板片結垢,并防止水中雜物附著在板片上。有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕,供熱介質中添加藥劑,因此必需注意水質和黏 劑引起雜物沾污換熱器板片。如果水中有黏性雜物,應采用專用過濾器進行處理。選用藥劑時,宜選擇無黏性的藥劑。
c.選用熱導率高的板片
熱導率約 14. 4W/mK強度高,板片材質可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、銅合金等。不銹鋼的導熱性能好。沖壓性能好,不易被氧化,價格比鈦合金和銅合金低,供熱工程中使用最多,但其耐氯離子腐蝕的能力差。
d.減小板片厚度
與換熱器的承壓能力有關。板片加厚,板片的設計厚度與其耐腐蝕性能無關。能提高換熱器的承壓能力。采用人字形板片組合時,相鄰板片互相倒置,波紋相互接觸,形成了密度大、分布均勻的支點,板片角孑 L及邊緣密封結構已逐步完善,使換熱器具有很好的承壓能力。國產可拆式板式換熱器最大承壓能力已達到2.5MPa板片厚度對傳熱系數影響很大,厚度減小 0.1mm對稱型板式換熱器的總傳熱系數約增加 600W/mK非對稱型約增加 500W/mK¨ 滿足換熱器承壓能力的前提下,應盡量選用較小的板片厚度。
② 提高對數平均溫差
逆流時對數平均溫差最大,板式換熱器流型有逆流、順流和混合流型 既有逆流又有順流 相同工況下。順流時最小,混合流型介于二者之問。提高換熱器對數平均溫差的方法為盡可能采用逆流或接近逆流的混合流型,盡可能提高熱側流體的溫度,降低冷側流體的溫度。
③ 進出口管位置的確定
為檢修方便,對于單流程布置的板式換熱器。流體進出口管應盡可能安排在換熱器固定端板一側。介質的溫差越大,流體的自然對流越強,形成的滯留帶的影響越明顯,因此介質進出口位置應按熱流體上進下出,冷流體下進上出布置,以減小滯留帶的影響,提高傳熱效率。
2. 2降低換熱器阻力的方法
可提高傳熱系數,提高板問流道內介質的平均流速。減小換熱器面積。但提高流速,將加大換熱器的阻力,提高循環(huán)泵的耗電量和設備造價。循環(huán)泵的功耗與介質流速的3次方成正比,通過提高流速獲得稍高的傳熱系數不經濟。當冷熱介質流量比擬大時,可采用以下方法降低換熱器的阻力,并保證有較高的傳熱系數。
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