板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器.各種板片之間形成薄矩形通道,通過半片進(jìn)行熱量交換.它與常規(guī)的管殼式換熱器相比,在相同的流動阻力和泵功率消耗情況下,其傳熱系數(shù)要高出很多,在適用的范圍內(nèi)有取代管殼式換熱器的趨勢.
板式換熱器的型式主要有框架式(可拆卸式)和釬焊式兩大類,板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種.
1.1板式換熱器的基本結(jié)構(gòu)
板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成.
板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋,并在板片的四個角上開有角孔,用于介質(zhì)的流道.板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封.
框架由固定壓緊板、活動壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)成.
板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動壓緊板中間,然后用夾緊螺栓夾緊而成.
1.2板式換熱器的特點(板式換熱器與管殼式換熱器的比較)
a.傳熱系數(shù)高由于不同的波紋板相互倒置,構(gòu)成復(fù)雜的流道,使流體在波紋板間流道內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)三維流動,能在較低的雷諾數(shù)(一般Re=50~200)下產(chǎn)生紊流,所以傳熱系數(shù)高,一般認(rèn)為是管殼式的3~5倍.
b.對數(shù)平均溫差大,末端溫差小在管殼式換熱器中,兩種流體分別在管程和殼程內(nèi)流動,總體上是錯流流動,對數(shù)平均溫差修正系數(shù)小,而板式換熱器多是并流或逆流流動方式,其修正系數(shù)也通常在0.95左右,此外,冷、熱流體在板式換熱器內(nèi)的流動平行于換熱面、無旁流,因此使得板式換熱器的末端溫差小,對水換熱可低于1℃,而管殼式換熱器一般為5℃.
c.占地面積小板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式的2~5倍,也不像管殼式那樣要預(yù)留抽出管束的檢修場所,因此實現(xiàn)同樣的換熱量,板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/10.
d.容易改變換熱面積或流程組合,只要增加或減少幾張板,即可達(dá)到增加或減少換熱面積的目的;改變板片排列或更換幾張板片,即可達(dá)到所要求的流程組合,適應(yīng)新的換熱工況,而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加.
e.重量輕板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm,而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm,管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多,板式換熱器一般只有管殼式重量的1/5左右.
f.價格低采用相同材料,在相同換熱面積下,板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%.
g.制作方便板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,并可大批生產(chǎn),管殼式換熱器一般采用手工制作.
h.容易清洗框架式板式換熱器只要松動壓緊螺栓,即可松開板束,卸下板片進(jìn)行機械清洗,這對需要經(jīng)常清洗設(shè)備的換熱過程十分方便.
i.熱損失小板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中,因此散熱損失可以忽略不計,也不需要保溫措施.而管殼式換熱器熱損失大,需要隔熱層.
j.容量較小是管殼式換熱器的10%~20%.
k.單位長度的壓力損失大由于傳熱面之間的間隙較小,傳熱面上有凹凸,因此比傳統(tǒng)的光滑管的壓力損失大.
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