板式换热器提高传热技术有(you)哪几种?
板式换(huan)热(re)器是(shi)一(yi)种高效、紧(jin)凑的(de)换(huan)热(re)设备。尽 管(guan)其发展已(yi)有(you)(you)近百年(nian)历史(shi),且在国民经济(ji)的(de)少数(shu)部门(men)(如食品、制药)有(you)(you)着比较广泛的(de)应(ying)(ying)用,但(dan)是(shi)由于(yu) 耐(nai)温、耐(nai)压(ya)、耐(nai)腐(fu)蚀能力(li)而制约其在各(ge)个部门(men)的(de)全 面推广和(he)应(ying)(ying)用。进(jin)入80年(nian)代以来,由于(yu)制造(zao)技术、 垫片材(cai)料的(de)不断(duan)进(jin)步以及传热(re)理论的(de)不断(duan)完善,板式换(huan)热(re)器的(de)应(ying)(ying)用越来越受到工(gong)业生产部门(men)的(de)重视。
1、提高换热器传热系(xi)数
只(zhi)有(you)同时提高(gao)板片(pian)冷热(re)(re)两侧的(de)表(biao)面传热(re)(re)系(xi)数,减小(xiao)污(wu)垢层热(re)(re)阻(zu),选(xuan)用热(re)(re)导率高(gao)的(de)板片(pian),减小(xiao)板片(pian)的(de)厚度(du),才能有(you)效提高(gao)换热(re)(re)器的(de)传热(re)(re)系(xi)数。
(1)提高(gao)板片的表(biao)(biao)面(mian)(mian)传(chuan)(chuan)(chuan)热(re)系(xi)数由(you)于(yu)板式换热(re)器(qi)的波(bo)纹能(neng)使流体在较(jiao)(jiao)小的流速(su)(su)下(xia)产生(sheng)湍流(雷诺数一(yi)150时),因此(ci)能(neng)获得(de)较(jiao)(jiao)高(gao)的表(biao)(biao)面(mian)(mian)传(chuan)(chuan)(chuan)热(re)系(xi)数,表(biao)(biao)面(mian)(mian)传(chuan)(chuan)(chuan)热(re)系(xi)数与(yu)板片波(bo)纹的几何结构以(yi)及介(jie)(jie)质(zhi)的流动状态有(you)关(guan)。板片的波(bo)形(xing)(xing)包括人字形(xing)(xing)、平直(zhi)形(xing)(xing)、球形(xing)(xing)等(deng)。经过多年的研究(jiu)和(he)实验发现,波(bo)纹断面(mian)(mian)形(xing)(xing)状为(wei)三角(jiao)形(xing)(xing)(正弦(xian)形(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)传(chuan)(chuan)(chuan)热(re)系(xi)数很大(da),压力(li)降较(jiao)(jiao)小,受压时应力(li)分布均匀,但加工(gong)困难(nan)?)的人字形(xing)(xing)板片具有(you)较(jiao)(jiao)高(gao)的表(biao)(biao)面(mian)(mian)传(chuan)(chuan)(chuan)热(re)系(xi)数,且波(bo)纹的夹(jia)角(jiao)越大(da),板间流道内介(jie)(jie)质(zhi)流速(su)(su)越高(gao),表(biao)(biao)面(mian)(mian)传(chuan)(chuan)(chuan)热(re)系(xi)数越大(da)。
(2)选(xuan)用热导率(lv)(lv)高的(de)板片板片材质可选(xuan)择奥氏体(ti)不锈(xiu)钢、钛合(he)金、铜合(he)金等。不锈(xiu)钢的(de)导热性能(neng)好(hao),热导率(lv)(lv)约14.4 W/(m.K),强度高,冲压(ya)性能(neng)好(hao),不易被氧化(hua),价格比钛合(he)金和(he)铜合(he)金低,供热工程中(zhong)使用很(hen)多,但其耐氯离子(zi)腐(fu)蚀的(de)能(neng)力差(cha)。
(3)减小污垢(gou)层热阻减小换热器(qi)(qi)的(de)污垢(gou)层热阻的(de)关键是防(fang)(fang)止板(ban)(ban)(ban)片(pian)(pian)结垢(gou)。板(ban)(ban)(ban)片(pian)(pian)结垢(gou)厚度(du)为1 mm时,传热系数降低约10%.因(yin)此(ci),必(bi)须(xu)(xu)注(zhu)意(yi)监测换热器(qi)(qi)冷热两侧的(de)水(shui)质(zhi),防(fang)(fang)止板(ban)(ban)(ban)片(pian)(pian)结垢(gou),并防(fang)(fang)止水(shui)中(zhong)杂物(wu)附(fu)着在板(ban)(ban)(ban)片(pian)(pian)上(shang)。有些供热单位为防(fang)(fang)止盗水(shui)及钢(gang)件(jian)腐蚀,在供热介质(zhi)中(zhong)添(tian)加药(yao)剂,因(yin)此(ci)必(bi)须(xu)(xu)注(zhu)意(yi)水(shui)质(zhi)和(he)黏(nian)剂引起杂物(wu)沾(zhan)污换热器(qi)(qi)板(ban)(ban)(ban)片(pian)(pian)。如果水(shui)中(zhong)有黏(nian)性(xing)杂物(wu),应采用专用过滤器(qi)(qi)进行处(chu)理。选用药(yao)剂时,宜选择无黏(nian)性(xing)的(de)药(yao)剂。
(4)减(jian)小板(ban)(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)(du)板(ban)(ban)片(pian)(pian)的(de)设计厚(hou)(hou)度(du)(du)与(yu)其耐(nai)腐(fu)蚀性能(neng)(neng)无关,与(yu)换(huan)热(re)(re)器(qi)的(de)承(cheng)压(ya)能(neng)(neng)力有关。板(ban)(ban)片(pian)(pian)加厚(hou)(hou),能(neng)(neng)提(ti)高换(huan)热(re)(re)器(qi)的(de)承(cheng)压(ya)能(neng)(neng)力。采(cai)用人字形板(ban)(ban)片(pian)(pian)组合时,相(xiang)邻板(ban)(ban)片(pian)(pian)互(hu)相(xiang)倒(dao)置,波(bo)纹(wen)相(xiang)互(hu)接(jie)触,形成了(le)密(mi)(mi)度(du)(du)大(da)(da)、分布均(jun)匀的(de)支(zhi)点,板(ban)(ban)片(pian)(pian)角孑L及边缘密(mi)(mi)封结构(gou)已逐(zhu)步完善,使换(huan)热(re)(re)器(qi)具有很(hen)好的(de)承(cheng)压(ya)能(neng)(neng)力。国(guo)产可(ke)拆式(shi)板(ban)(ban)式(shi)换(huan)热(re)(re)器(qi)大(da)(da)承(cheng)压(ya)能(neng)(neng)力已达(da)到了(le)2.5 MPa.板(ban)(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)(du)对传热(re)(re)系数影响很(hen)大(da)(da),厚(hou)(hou)度(du)(du)减(jian)小0.1mm,对称型板(ban)(ban)式(shi)换(huan)热(re)(re)器(qi)的(de)总传热(re)(re)系数约增加600W/(m.K),非(fei)对称型约增加500 W/(m.K)¨.在满足换(huan)热(re)(re)器(qi)承(cheng)压(ya)能(neng)(neng)力的(de)前提(ti)下(xia),应尽量选用较小的(de)板(ban)(ban)片(pian)(pian)厚(hou)(hou)度(du)(du)。
2、提高对数(shu)平(ping)均温差
板式(shi)换热(re)器流(liu)(liu)型(xing)有(you)(you)逆(ni)流(liu)(liu)、顺(shun)流(liu)(liu)和(he)混合流(liu)(liu)型(xing)(既有(you)(you)逆(ni)流(liu)(liu)又有(you)(you)顺(shun)流(liu)(liu))。在相同工(gong)况(kuang)下,逆(ni)流(liu)(liu)时对(dui)数平均(jun)温差(cha)很大,顺(shun)流(liu)(liu)时很小(xiao),混合流(liu)(liu)型(xing)介于二者之问(wen)。提(ti)高(gao)换热(re)器对(dui)数平均(jun)温差(cha)的(de)(de)方法(fa)为尽可能(neng)采用逆(ni)流(liu)(liu)或(huo)接(jie)近逆(ni)流(liu)(liu)的(de)(de)混合流(liu)(liu)型(xing),尽可能(neng)提(ti)高(gao)热(re)侧(ce)流(liu)(liu)体的(de)(de)温度(du),降低(di)冷侧(ce)流(liu)(liu)体的(de)(de)温度(du)。
3、进出口(kou)管(guan)位(wei)置的确定(ding)
对(dui)于单流(liu)程布置(zhi)的(de)板式换热(re)器,为检(jian)修方便,流(liu)体(ti)进(jin)出(chu)口(kou)(kou)管应尽可能布置(zhi)在换热(re)器固定端板一侧。介质的(de)温差越大,流(liu)体(ti)的(de)自(zi)然对(dui)流(liu)越强,形成的(de)滞(zhi)留(liu)带(dai)的(de)影(ying)响越明显,因此介质进(jin)出(chu)口(kou)(kou)位置(zhi)应按热(re)流(liu)体(ti)上进(jin)下出(chu),冷流(liu)体(ti)下进(jin)上出(chu)布置(zhi),以减小滞(zhi)留(liu)带(dai)的(de)影(ying)响,提高(gao)传热(re)效率(lv)。
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