板式换热器的应用与选型计算.pdf
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1、_ 第 1 O卷第 3期 1 9 9 8年 9月 甘 肃 科 学 学 报 J ou r n a 1 0 f Ga n s u S c i e n c e s V 1 O No 3 S 叩1 99 8 一 板式换热器的应用与选型计算 文继卿 堡至蓥 ( 兰 两蘸莲摹蘸-察 设计院 兰州 7 3 0 0 7 0 ) 7 K 7 - 【 摘要】 扳式换热器是近年来较为流行 的高效节能挟热设备, 通过研究分析该设备 的优 点, 并用实例介绍其常见工况下的选型计算方法。 : : U 8 3 2 2 睹 型 【 分 类 号 】 T 。 j 1 板式换热器 的优点 板式换热器是以波纹板作为传热面, 在流道中
2、布满网状触点, 流体沿着板阃狭窄弯曲、 犹 如迷宫式的通道流动, 其速度大小和方 向不断改变 , 形成强烈的湍流, 从而破坏边界层 , 减少界 面液膜热阻, 并使固体颗粒悬浮, 不易沉积, 有效地强化了传热, 因此, 它比管壳式等其它类型 换热器具有很多独特的优点。 ( 1 ) 传热系数高 由于板式换热器的特殊结构及组装方式, 使介质在流经相邻两板片阃 的通道时, 流动方向和流速不断变化, 在低流速下 形成急剧的湍流, 强化换热。板式换热器的 总传热系数 一般为 2 3 3 0 5 8 1 0 W ( m K) , 高的可达 6 9 8 0 8 1 5 0 w ( m。 K) , 比管壳式 换
3、热器 一1 4 0 0 2 7 9 0 W ( m K) 高出2 3 倍“ 。在同一压力损失下, 板式换热器所传递 的热量为管壳式换热器的 6 7 倍。 ( 2 ) 温差小 由于板式换热器具有较高的传热系数及强烈 的湍流, 可使热交换器的一、 二次流体温度十分接近, 温差趋近 1 3 。 ( 3 ) 热损失小 由于具有板片边缘及周边密封垫暴露在大气中, 所以热损失极小, 一般 为 1 左右 不需采取保温措施。在相同换热面积情况下, 板式换热器的换热损失仅为管壳式 换热器的 1 5 , 而重量则不到管壳式的一半。 ( 4 ) 结构 紧凑换 热板 片由薄的不锈钢板 ( 厚 0 8 mm) 压制而成
4、, 板片 间距一般 为 4 mm, 板片表面的波纹大大增加了有效换热面积 , 这样单位容积 中可容纳很大的传热 面积( 每 立方米体积可布置 2 5 0 m 。 的传热面积) , 占地面积仅为管壳式的 l 5 1 1 1 0 。 因此, 体积小, 节 省安装空间。 ( 5 ) 适应性强 可根据产量及工艺要求 , 很方便地增加或减少传热板片, 亦 可将板 片重 新排列 , 改变流程组合。 ( 6 ) 用途广泛 目前, 已广泛应用于化工、 石油、 机械、 冶金、 电力、 食品、 热水供应、 集中 供暖等多种工程领域, 完成加热、 冷却、 蒸发、 冷凝、 余热回收等工艺过程中介质间的热交换。 ( 7
5、 ) 操作灵活, 维修方便传热板片及活动压紧板均悬挂在机器的横粱上, 压紧板上方 设有滚动装置 , 可方便地打开设备, 进行清洗, 并能取出一板片, 进行检查或更换垫片。 收稿 日期 : 1 9 9 7 1 2 2 5 维普资讯 http:/ 甘 肃 科 学 学 报 1 9 9 8年第 a 期 2 板式换热器的选型计算 板式换热器的热计算包括设计计算和校核计算, 其基本公式由传热方程式和热平衡方程 式导出。 。 2 1 设计计算 ( 1 ) 首先确定流经换热器的冷、 热介质和特性参数 热介质 进 口温度 : ( C) f 进 E l 温度 : ( ) 出口 温度: ( c ) l 出E l 温
6、度: ( C ) 质量流量 : G h ) 冷夼 质量流量 : G ( t h ) 进E l 压力: ( P a ) 川 进口 压力: 户 ( P a ) 允许的压力损失: d ( P a ) j 允许的压力损失: A p , ( P a ) 污垢系数: ( m w) 【 污垢系数: ( mz w) 注: 下标 为热介质、 c为冷介质, i 为进口、 o为出口参数 。 ( 2 ) 计算换热器的热负荷 Q= P C ( 一) 3 6 =G C ( t h , -t ) 3 6( W ) 式中: 热介质体积流量( r n 。 h ) 热介质密度( k g m a ) 热介质质量流量( t h )
7、C p 热介质定压比热容( J k g ) ( 3 ) 计算冷介质或热介质出口温度 冷 介 质 : 一 一 ?; 薯 呈 C C ) 热 介 质 :l,o = l,ta - 害 ( ) ( 4 ) 计算冷介质处理量或热媒流量 冷介质处理量: 3 6 Q 热介质流量 : = j ( 5 ) 计 算 对 数 平 均 温 差 : 二 I n = 一 ( 6 ) 确定传热系数值 先假定冷热介质流速, 按制造厂提供的板式换热器的传热特性曲线查出假定流速下的传 热系数 K 值。 ( 7 ) 按下式估算出换热面积F值 卢 一按水质状况取 0 6 5 O 9 。 Q:卢 K F ; = 并按 和流程组合方式在
8、样本中查出板片数 装机面积, 确定介质的流道数 、 。 按下式计算冷、 热介质的流速: : 7 ! ( m s ) 2 2 校核计算 ( 1 ) 计算介质流速 _ _ 而( m s ) ; : 7 而 ( m s ) ( 2 ) 计算传热系数值胁 一 ; R 一生 ; 跚r 3 ;嘞= ; = ;K一 “ : R e p r 拈 1 旦 。 , 维普资讯 http:/ 第 1 0 卷 文继卿等: 板式换热器的应用与选型计算 ( 3 ) 计算传热热负荷Q 一 K F ( w) ( 4 ) 检查计算热负荷是否满足传热要求, 若日 _卅 口, 则重新选型计算。 ( 5 ) 检查压力损失 、 均应小于
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