板式换热器

更新时间:2023-10-25 15:11:01 点击次数:1386 次

  板式换热器设计的一般原则

  选择板片的波纹型式

  板片的波纹型式主要有人字形波纹和水平平直波纹两种。人字形波纹板片的承压能力可高于1.0MPa,水平平直波纹板片的承压能力一般在1.0MPa左右;人字形波纹板片的传热系数和流体阻力都高于水平平直波纹板片。选择板片的波纹型式,主要要考虑板式换热器的工作压力、流体的压力降和传热系数。如果工作压力在1.6MPa以上,则别无选择地要采用人字形波纹板片;如果工作压力不高又特别要求阻力降低,则选用水平平直波纹板片较好一些;如果由于安装位置所限,需要高的换热效率以减少换热器占地面积,而阻力降可以不受限制,则应选用人字形波纹板片。板片型式或波纹型式还应根据换热场合的实际需要而定。对流量大允许压降小的情况,应选用阻力小的板型,反之选用阻力大的板型。

  单板面积的选择

  单板面积过小,则板式换热器的板片数多,也即使占地面积增大,程数增多(造成阻力降增大);反之,虽然占地面积和阻力降减小了,但难以保证板间通道必要的流速。不宜选择单板面积太小的板片,以免板片数量过多,板间流速偏小,传热系数过低,对较大的换热站更应该注意此问题。

  流速的选取

  流体在板间的流速,影响换热性能和流体压力降,流速高固然换热系数高,但流体的阻力降也增大;反之情况相反。一般板间平均流速为0.2~0.8m/s,流速低于0.2m/s时流体就达不到湍流状态且会形成较大的死角区,流速过高则会导致阻力降剧增。具体设计时,可以先确定一个流速,计算其阻力降是否在给定的范围内;也可按给定的压力降来求出流速的初选值。

  流程的选取

  流程是指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道,而流道则是指板式换热器内,相邻两板片组成的介质流动通道。一般情况下,将若干个流道按并联或串联的方式连接起来,以形成冷、热介质通道的不同组合形式。对于一般对称型流道的板式换热器,两流体的体积流量大致相当时,应尽可能按等程布置,若两侧流量相差悬殊时,则流量小的一侧可按多程布置。另外,当某一介质温升或温降幅度较大时,也可采取多程布置。相变板式换热器的相变一侧一般均为单程。多程换热器,除非特殊需要,一般对同一流体在各程中应采用相同的流道数。

  流体流动分布是否均匀的问题还表现在流程组合方式上,在给定的总允许压降下,多程布置使每一程对应的允许压降变小,迫使流速降低,对换热不利。此外,不等程的多程布置是平均传热温差减小的重要原因之一,应尽可能避免。

  流向的选取

  无相变换热时,逆流具有非常大的平均传热温差。在一般换热器的工程设计中都尽量把流体布置为逆流。对板式换热器来说,要做到这一点,两侧必须为等程。若安排为不等程,则顺流与逆流将交替出现,此时,平均传热温差将明显小于纯逆流时。

  压降要求

  在板式换热器的设计选型时,一般对压降有一定的要求,所以应对其进行校核。如果校核压降超过允许压降,需重新进行设计选型计算,知道满足工艺要求为止。一般厂家在样本中给出压降计算公式,从技术经济上考虑,对于水水换热器的压降应不大于0.06MPa为宜。


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