怎样优化板式换热器换热效率

2019-11-22 09:31:03 0

板式换热器优化设计方向

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。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。

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板式换热器优化设计方法

1.提高传热效率

板式换热器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。提高板式换热器传热效率的关键是提高传热系数和对数平均温差。提高换热器传热系数只有同时提高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,才能有效提高换热器的传热系数。

2.提高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,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最大,受压时应力分布均匀,但加工困难 )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。

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3.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1 mm时,传热系数降低约10%。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合剂引起杂物沾污换热器板片。如果水中有黏性杂物,应采用专用过滤器进行处理。选用药剂时,宜选择无黏性的药剂。

4.选用热导率高的板片

板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。不锈钢的导热性能好,强度高,冲压性能好,不易被氧化,价格比钛合金和铜合金低,供热工程中使用最多,但其耐氯离子腐蚀的能力差。

5.减小板片厚度

板片的设计厚度与其耐腐蚀性能无关,与换热器的承压能力有关。板片加厚,能提高换热器的承压能力。采用人字形板片组合时,相邻板片互相倒置,波纹相互接触,形成了密度大、分布均匀的支点,板片角及边缘密封结构已逐步完善,在满足换热器承压能力的前提下,应尽量选用较小的板片厚度。

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