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優(yōu)化設計方法
2.1 提高傳熱效率
板式換熱器是問壁傳熱式換熱器,冷熱流體通過換熱器板片傳熱,流體與板片直接接觸,傳熱方式為熱傳導和對流傳熱。提高板式換熱器傳熱效率的關鍵是提高傳熱系數和對數平均溫差。
① 提高換熱器傳熱系數只有同時提高板片冷熱兩側的表面?zhèn)鳠嵯禂?,減小污垢層熱阻,選用熱導率高的板片,減小板片的厚度,才能有效提高換熱器的傳熱系數。
a.提高板片的表面?zhèn)鳠嵯禂?
由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產生湍流(雷諾數一150時 ),因此能獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?,表面?zhèn)鳠嵯禂蹬c板片波紋的幾何結構以及介質的流動狀態(tài)有關。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經過多年的研究和實驗發(fā)現,波紋斷面形狀為三角形(正弦形表面?zhèn)鳠嵯禂荡螅瑝毫递^小,受壓時應力分布均勻,但加工困難的人字形板片具有較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?,且波紋的夾角越大,板間流道內介質流速越高,表面?zhèn)鳠嵯禂翟酱蟆?br />
板式換熱器屬于換熱設備。在實際應用中有兩種,一種是旋壓法制造的傘板式換熱器,另一種是沖壓法制造的平板換熱器,其結構特點如下:
板式換熱器體積小、占地面積少。
板式換熱器占地面積為同樣換熱能力的列管換熱器的30%左右,若與淋灑式的排管冷卻器相比就更優(yōu)越。
板式換熱器傳熱。
板式換熱器能使兩種熱交換流體處于較低的流速下,增強擾動,激起湍流,從而強化傳熱,傳熱系數值K可達16720J/(m2?h?℃)(水對水),較之列管換熱器高2~4倍。
板式換熱器組裝靈活。
當生產上要求改變工藝條件和產量時,板式換熱器只要增減板片數量或改變板片組裝流程通道形式,即可滿足要求。
板式換熱器金屬消耗量低。
板式換熱器主要由不銹鋼或鈦合金壓制的傳熱片、密封膠墊、夾緊螺栓和壓緊板整機框架等零部件組成。板式換熱器的板片每平方米消耗金屬為8kg左右,而同樣參數的螺旋板式換熱器則需要20kg左右,其他管殼式換熱器就更多了。
板式換熱器熱損失小。
板式換熱器由于僅是板片周圍邊暴露在大氣中,所以熱損失僅1%左右,不需要采用保溫層。