板式换热器的流程和流道的选择:流程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。流程组合形式应根据换热和流体阻力计算,在满足工艺条件要求下确定。尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近,从而得到佳的传热效果。因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。虽然板式换热器各板间流速不等,但在换热和流体阻力计算时,仍以平均流速进行计算。由于“u”形单流程的接管都固定在压紧板上,拆装方便。
就螺旋板式换热器本身而言的话,其实就是一种高效换热器设备。它在汽-汽、汽-液、液-液,以及液传热方面的话都是适用的。再者螺旋板式换热器对于化学、石油、溶剂,还有就是食品、轻工,以及我们工业领域的纺织、冶金、轧钢等方面,其实都是适用的。
近年来,板式换热器技术日益成熟,其传热效率高,体积小,重量轻,污垢系数低,拆卸方便,板片品种多,适用范围广,在供热行业得到了广泛应用。板式换热器按组装方式分为可拆式、焊接式、钎焊式、板壳式等。由于可拆式板式换热器便于拆卸清洗,增减换热器面积灵活,在供热工程中使用较多。可拆式板式换热器受橡胶密封垫耐热温度的限制,适用于水一水传热。本文对提高可拆式板式换热器效能的优化设计进行研究。 提高板式换热器的效能是一个综合经济效益问题,应通过技术经济比较后确定。提高换热器的传热效率和降低换热器的阻力应同时考虑,而且应合理选用板片材质和橡胶密封垫材质及安装方法,保证设备安全运行,延长设备使用寿命。
降低换热器阻力的方法 提高板问流道内介质的平均流速,可提高传热系数,减小换热器面积。但提高流速,将加大换热器的阻力,提高循环泵的耗电量和设备造价。循环泵的功耗与介质流速的 3次方成正比,通过提高流速获得稍高的传热系数不经济。当冷热介质流量比较大时,可采用以下方法降低换热器的阻力,并保证有较高的传热系数。 ① 采用热混合板 热混合板的板片两面波纹几何结构相同,板片按人字形波纹的夹角分为硬板 (h)和软板 (l),夹角 (一般为 120。左右 )大于 90。为硬板,夹角 (一般为 70。左右 )小于 90。为软板。热混合板硬板的表面传热系数高,流体阻力大,软板则相反。硬板和软板进行组合,可组成高 (hh)、中 (hl)、低 (ll)3种特性的流道,满足不同工况的需求。 冷热介质流量比较大时,采用热混合板比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积。热混合板冷热两侧的角孔直径通常相等,冷热介质流量比过大时,冷介质一侧的角孑 l压力损失很大。另外,热混合板设计技术难以实现匹配,往往导致节省板片面积有限。因此,冷热介质流量比过大时不宜采用热混合板。 ② 采用非对称型板式换热器 对称型板式换热器由板片两面波纹几何结构相同的板片组成,形成冷热流道流通截面积相等的板式换热器。非对称型 (不等截面积型 )板式换热器根据冷热流体的传热特性和压力降要求,改变板片两面波形几何结构,形成冷热流道流通截面积不等的板式换热器,宽流道一侧的角孑 l直径较大。非对称型板式换热器的传热系数下降微小,且压力降大幅减小。冷热介质流量比较大时,采用非对称型单流程比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积 15% 一 3o% 。 ③ 采用多流程组合 当冷热介质流量较大时,可以采用多流程组合布置,小流量一侧采用较多的流程,以提高流速,获得较高的传热系数。大流量一侧采用较少的流程,以降低换热器阻力。多流程组合出现混合流型,平均传热温差稍低。采用多流程组合的板式换热器的固定端板和活动端板均有接管,检修时工作量大。 ④ 设换热器旁通管 当冷热介质流量比较大时,可在大流量一侧换热器进出口之问设旁通管,减少进入换热器流量,降低阻力。为便于调节,在旁通管上应安装调节阀。该方式应采用逆流布置,使冷介质出换热器的温度较高,保证换热器出口合流后的冷介质温度能达到设计要求。设换热器旁通管可保证换热器有较高的传热系数,降低换热器阻力,但调节略繁。 ⑤ 板式换热器形式的选择 换热器板间流道内介质平均流速以 0. 3~ 0. 6m/ s为宜,阻力以不大于 100 kpa为宜。根据不同冷热介质流量比,可参照表 1选用不同形式的板式换热器,表中非对称型板式换热器流道截面积比为 2。采用对称型或非对称型、单流程或多流程板式换热器,均可设置换热器旁通管,但应经详细的热力计算。
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