工作原理
在板之間形成通道,并且角落端口布置成使得兩個介質(zhì)流過備用通道。熱量通過通道之間的板傳遞,并產(chǎn)生完全逆流,以實(shí)現(xiàn)最高效率。板的波紋提供板之間的通道,將每個板支撐在相鄰的板上并增強(qiáng)湍流,從而產(chǎn)生有效的熱傳遞。
一般考慮
板式熱交換器(PHE)由許多平行的流動通道組成,這些流動通道由相鄰的金屬板形成,這些金屬板由圍繞每個板的周邊的墊圈材料焊接或分開。板可由多種金屬形成,但通常由不銹鋼制成。制造過程將板壓成波紋形狀,每種板類型都不同,并且是每個制造商專有的。波紋(有時稱為肋或V形)既增加了流動流的混合,又增加了板的強(qiáng)度和支撐。相鄰板之間的流動通道寬度范圍為0.05至0.25英寸(1.27至6.35mm),并且相鄰板的肋以規(guī)則間隔彼此具有接觸點(diǎn)。PHE可以設(shè)計(jì)用于真正的逆流,因?yàn)闊崃骱屠淞髟谡麄€交換器長度上穿過相鄰的通道。與傳統(tǒng)的殼管式換熱器相比,這種設(shè)計(jì)允許更接近的接近溫度。PHE的組裝設(shè)備機(jī)械清潔并允許額外或移除板以增加或減少交換器的傳熱表面積。PHE的主要優(yōu)點(diǎn)是其緊湊的尺寸和高的傳熱效率,允許減少單元數(shù)量,更小的空間和海上平臺,并減輕重量。當(dāng)相同的殼管式換熱器需要合金殼或管時,它們在成本上特別有吸引力。所有類型的PHE和焊接PHE的最小推薦結(jié)構(gòu)材料是304型不銹鋼。PHE目前在諸如熱回收回路,化學(xué)過程冷卻器和加熱器,石油平臺應(yīng)用和海水冷卻的液體-液體服務(wù)中運(yùn)行。部分焊接的PHE在使用冷卻水的產(chǎn)品冷卻器中具有良好的應(yīng)用。板框式熱交換器沒有特別考慮,因?yàn)榉€(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)遵循標(biāo)準(zhǔn)逆流或平行流程。在繼續(xù)之前,僅需要提供熱傳遞和流動摩擦相關(guān)的集合。板框設(shè)計(jì)在流動布置上與板翅設(shè)計(jì)類似,但管道歧管幾何形狀受到限制。優(yōu)化可以以與緊湊型板翅式熱交換器類似的方式進(jìn)行,但是在可獲得最佳板面板波紋的通用相關(guān)性之前可能不太全面。重要特征由金屬成形的薄板組成,薄板由墊圈隔開。結(jié)構(gòu)緊湊,易于清潔。最適合的應(yīng)用是粘性流體,腐蝕性流體,漿液,高傳熱。限制不適合煮沸或冷凝;通過墊圈限制35-500oF。僅用于液-液;不是天然氣。碳鋼結(jié)構(gòu)的近似相對成本為0.8-1.5。用于板框設(shè)計(jì)的入口和返回頭部以及用于板翅設(shè)計(jì)的相同布置可以向出口瞬態(tài)響應(yīng)跟隨和入口擾動添加相移。板式交換器由許多平行的流動通道組成,這些流動通道由相鄰的金屬板形成,所述金屬板通過圍繞每個板的周邊的墊圈材料焊接或分開。板可以由各種金屬形成,但通常由不銹鋼制成。制造過程將板壓成波紋形狀,每種板類型都不同,并且是每個制造商專有的。波紋(有時稱為肋或V形)既增加了流動流的混合,又增加了板的強(qiáng)度和支撐。
板式換熱器設(shè)計(jì)程序
1,計(jì)算任務(wù)所需的傳熱率。
2.如果規(guī)格不完整,請根據(jù)熱平衡確定未知的流體溫度或流體 流速。
3.計(jì)算對數(shù)平均溫差ΔTlm。
4.確定對數(shù)平均溫度修正系數(shù) Ft。
5.計(jì)算校正的平均溫差ΔTm = Ft × ΔTlm。
6.估算總傳熱系數(shù)。
7.計(jì)算所需的表面積。
8.確定所需的板數(shù)=一個板的總表面積/面積。
9.確定流量安排和通行次數(shù)。
10.計(jì)算每個流的薄膜傳熱系數(shù)。
11.計(jì)算總體系數(shù),允許結(jié)垢因子。
12.將計(jì)算結(jié)果與假設(shè)的整體系數(shù)進(jìn)行比較。如果滿意,比如 -10%到+ 10%的誤差,繼續(xù)。如果不滿意,返回步驟8并增加或 減少印版數(shù)量。
13.檢查每個流的壓降。