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板式换热器效能的优化设计


作者:www.ihuanreqi.com 来源:www.ihuanreqi.com 日期:2016/7/4 10:01:02 点击率:

 

传热效率
       板式换热器是间壁传热式换热器,冷热流体通过换热器板片传热,流体与板片直接接触,传热方式为热传导和对流传热。板式换热器传热效率的关键是传热系数和对数平均温差。
       ① 换热器传热系数
       只有同时板片冷热两侧的表面传热系数,减小污垢层热阻,选用热导率高的板片,减小板片的厚度,才能换热器的传热系数。
        a. 板片的表面传热系数
        由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流(雷诺数≈150时[1]),因此能获得较高的表面传热系数,表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。经过多年的研究和实验发现,波纹断面形状为三角形(正弦形表面传热系数大,压力降较小,受压时应力分布均匀,但加工困难[1])的人字形板片具有较高的表面传热系数,且波纹的夹角越大,板间流道内介质流速越高,表面传热系数越大。
       b. 减小污垢层热阻
       减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。板片结垢厚度为1mm时,传热系数降低约10%[2]。因此,必须注意监测换热器冷热两侧的水质,防止板片结垢,并防止水中杂物附着在板片上。有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀,在供热介质中添加药剂,因此必须注意水质和黏性药剂引起杂物沾污换热器板片。如果水中有黏性杂物,应采用过滤器进行处理。选用药剂时,宜选择无黏性的药剂
        ② 对数平均温差
       板式换热器流型有逆流、顺流和混合流型(既有逆流又有顺流)。在相同工况下,逆流时对数平均温差大,顺流时小,混合流型介于二者之间。换热器对数平均温差的方法为尽可能采用逆流或接近逆流的混合流型,尽可能热侧流体的温度,降低冷侧流体的温度。
       ③ 进出口管位置的确定
       对于单流程布置的板式换热器,为检修方便,流体进出口管应尽可能布置在换热器固定端板一侧。介质的温差越大,流体的自然对流越强,形成的滞留带的影响越明显,因此介质进出口位置应按热流体上进下出,冷流体下进上出布置,以减小滞留带的影响,传热效率。
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