板式換熱器提高傳熱三大技術(shù)
- 2019-06-14 14:42:56 -
1、提高換熱器傳熱系數(shù)
只有同時提高板片冷熱兩側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，減小污垢層熱阻，選用熱導(dǎo)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(shù)。
（1）提高板片的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流 （雷諾數(shù)一 150時 ），因此能獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)以及介質(zhì)的流動狀態(tài)有關(guān)。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經(jīng)過多年的研究和實驗發(fā)現(xiàn)，波紋斷面形狀為三角形 （正弦形表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)很大，壓力降較小，受壓時應(yīng)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?shù)，且波紋的夾角越大，板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大。
（2）選用熱導(dǎo)率高的板片板片材質(zhì)可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、銅合金等。不銹鋼的導(dǎo)熱性能好，熱導(dǎo)率約 14. 4 W/（m.K） ，強度高，沖壓性能好，不易被氧化，價格比鈦合金和銅合金低，供熱工程中使用很多，但其耐氯離子腐蝕的能力差。
（3）減小污垢層熱阻減小換熱器的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)垢。板片結(jié)垢厚度為 1 mm時，傳熱系數(shù)降低約 10%.因此，必須注意監(jiān)測換熱器冷熱兩側(cè)的水質(zhì)，防止板片結(jié)垢，并防止水中雜物附著在板片上。有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕，在供熱介質(zhì)中添加藥劑，因此必須注意水質(zhì)和黏 劑引起雜物沾污換熱器板片。如果水中有黏性雜物，應(yīng)采用專用過濾器進行處理。選用藥劑時，宜選擇無黏性的藥劑。
（4）減小板片厚度板片的設(shè)計厚度與其耐腐蝕性能無關(guān)，與換熱器的承壓能力有關(guān)。板片加厚，能提高換熱器的承壓能力。采用人字形板片組合時，相鄰板片互相倒置，波紋相互接觸，形成了密度大、分布均勻的支點，板片角孑 L及邊緣密封結(jié)構(gòu)已逐步完善，使換熱器具有很好的承壓能力。國產(chǎn)可拆式板式換熱器大承壓能力已達到了 2.5 MPa.板片厚度對傳熱系數(shù)影響很大，厚度減小 0.1mm，對稱型板式換熱器的總傳熱系數(shù)約增加 600W/（m .K），非對稱型約增加 500 W/（m .K）¨ .在滿足換熱器承壓能力的前提下，應(yīng)盡量選用較小的板片厚度。
2、提高對數(shù)平均溫差
板式換熱器流型有逆流、順流和混合流型 （既有逆流又有順流 ）。在相同工況下，逆流時對數(shù)平均溫差很大，順流時很小，混合流型介于二者之問。提高換熱器對數(shù)平均溫差的方法為盡可能采用逆流或接近逆流的混合流型，盡可能提高熱側(cè)流體的溫度，降低冷側(cè)流體的溫度。
3、進出口管位置的確定
對于單流程布置的板式換熱器，為檢修方便，流體進出口管應(yīng)盡可能布置在換熱器固定端板一側(cè)。介質(zhì)的溫差越大，流體的自然對流越強，形成的滯留帶的影響越明顯，因此介質(zhì)進出口位置應(yīng)按熱流體上進下出，冷流體下進上出布置，以減小滯留帶的影響，提高傳熱效率。
只有同時提高板片冷熱兩側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，減小污垢層熱阻，選用熱導(dǎo)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(shù)。
（1）提高板片的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流 （雷諾數(shù)一 150時 ），因此能獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)以及介質(zhì)的流動狀態(tài)有關(guān)。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經(jīng)過多年的研究和實驗發(fā)現(xiàn)，波紋斷面形狀為三角形 （正弦形表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)很大，壓力降較小，受壓時應(yīng)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?shù)，且波紋的夾角越大，板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大。
（2）選用熱導(dǎo)率高的板片板片材質(zhì)可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、銅合金等。不銹鋼的導(dǎo)熱性能好，熱導(dǎo)率約 14. 4 W/（m.K） ，強度高，沖壓性能好，不易被氧化，價格比鈦合金和銅合金低，供熱工程中使用很多，但其耐氯離子腐蝕的能力差。
（3）減小污垢層熱阻減小換熱器的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)垢。板片結(jié)垢厚度為 1 mm時，傳熱系數(shù)降低約 10%.因此，必須注意監(jiān)測換熱器冷熱兩側(cè)的水質(zhì)，防止板片結(jié)垢，并防止水中雜物附著在板片上。有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕，在供熱介質(zhì)中添加藥劑，因此必須注意水質(zhì)和黏 劑引起雜物沾污換熱器板片。如果水中有黏性雜物，應(yīng)采用專用過濾器進行處理。選用藥劑時，宜選擇無黏性的藥劑。
（4）減小板片厚度板片的設(shè)計厚度與其耐腐蝕性能無關(guān)，與換熱器的承壓能力有關(guān)。板片加厚，能提高換熱器的承壓能力。采用人字形板片組合時，相鄰板片互相倒置，波紋相互接觸，形成了密度大、分布均勻的支點，板片角孑 L及邊緣密封結(jié)構(gòu)已逐步完善，使換熱器具有很好的承壓能力。國產(chǎn)可拆式板式換熱器大承壓能力已達到了 2.5 MPa.板片厚度對傳熱系數(shù)影響很大，厚度減小 0.1mm，對稱型板式換熱器的總傳熱系數(shù)約增加 600W/（m .K），非對稱型約增加 500 W/（m .K）¨ .在滿足換熱器承壓能力的前提下，應(yīng)盡量選用較小的板片厚度。
2、提高對數(shù)平均溫差
板式換熱器流型有逆流、順流和混合流型 （既有逆流又有順流 ）。在相同工況下，逆流時對數(shù)平均溫差很大，順流時很小，混合流型介于二者之問。提高換熱器對數(shù)平均溫差的方法為盡可能采用逆流或接近逆流的混合流型，盡可能提高熱側(cè)流體的溫度，降低冷側(cè)流體的溫度。
3、進出口管位置的確定
對于單流程布置的板式換熱器，為檢修方便，流體進出口管應(yīng)盡可能布置在換熱器固定端板一側(cè)。介質(zhì)的溫差越大，流體的自然對流越強，形成的滯留帶的影響越明顯，因此介質(zhì)進出口位置應(yīng)按熱流體上進下出，冷流體下進上出布置，以減小滯留帶的影響，提高傳熱效率。
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