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(gè)介質(zhì)流過(guò)備用通道。熱量通過(guò)通道之間的板傳遞,并產(chǎn)生完全逆流,以實(shí)現最高效率。板的波紋提供板之間的通道,將每個(gè)板支撐在相鄰的板上并增強湍流,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(dòng)通道組成,這些流動(dòng)通道由相鄰的金屬板形成,這些金屬板由圍繞每個(gè)板的周邊的墊圈材料焊接或分開(kāi)。板可由多種金屬形成,但通常由不銹鋼制成。制造過(guò)程將板壓成波紋形狀,每種板類(lèi)型都不同,并且是每個(gè)制造商專(zhuān)有的。波紋(有時(shí)稱(chēng)為肋或V形)既增加了流動(dòng)流的混合,又增加了板的強度和支撐。相鄰板之間的流動(dòng)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則間隔彼此具有接觸點(diǎn)。PHE可以設計用于真正的逆流,因為熱流和冷流在整個(gè)交換器長(cháng)度上穿過(guò)相鄰的通道。與傳統的殼管式換熱器相比,這種設計允許更接近的接近溫度。PHE的組裝設備機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,允許減少單元數量,更小的空間和海上平臺,并減輕重量。當相同的殼管式換熱器需要合金殼或管時(shí),它們在成本上特別有吸引力。所有類(lèi)型的PHE和焊接PHE的最小推薦結構材料是304型不銹鋼。PHE目前在諸如熱回收回路,化學(xué)過(guò)程冷卻器和加熱器,石油平臺應用和海水冷卻的液體-液體服務(wù)中運行。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用。板框式熱交換器沒(méi)有特別考慮,因為穩態(tài)設計遵循標準逆流或平行流程。在繼續之前,僅需要提供熱傳遞和流動(dòng)摩擦相關(guān)的集合。板框設計在流動(dòng)布置上與板翅設計類(lèi)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(lèi)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(kāi)。結構緊湊,易于清潔。最適合的應用是粘性流體,腐蝕性流體,漿液,高傳熱。限制不適合煮沸或冷凝;通過(guò)墊圈限制35-500oF。僅用于液-液;不是天然氣。碳鋼結構的近似相對成本為0.8-1.5。用于板框設計的入口和返回頭部以及用于板翅設計的相同布置可以向出口瞬態(tài)響應跟隨和入口擾動(dòng)添加相移。板式交換器由許多平行的流動(dòng)通道組成,這些流動(dòng)通道由相鄰的金屬板形成,所述金屬板通過(guò)圍繞每個(gè)板的周邊的墊圈材料焊接或分開(kāi)。板可以由各種金屬形成,但通常由不銹鋼制成。制造過(guò)程將板壓成波紋形狀,每種板類(lèi)型都不同,并且是每個(gè)制造商專(zhuān)有的。波紋(有時(shí)稱(chēng)為肋或V形)既增加了流動(dòng)流的混合,又增加了板的強度和支撐。
板式換熱器設計程序
1,計算任務(wù)所需的傳熱率。
2.如果規格不完整,請根據熱平衡確定未知的流體溫度或流體 流速。
3.計算對數平均溫差ΔTlm。
4.確定對數平均溫度修正系數 Ft。
5.計算校正的平均溫差ΔTm = Ft × ΔTlm。
6.估算總傳熱系數。
7.計算所需的表面積。
8.確定所需的板數=一個(gè)板的總表面積/面積。
9.確定流量安排和通行次數。
10.計算每個(gè)流的薄膜傳熱系數。
11.計算總體系數,允許結垢因子。
12.將計算結果與假設的整體系數進(jìn)行比較。如果滿(mǎn)意,比如 -10%到+ 10%的誤差,繼續。如果不滿(mǎn)意,返回步驟8并增加或 減少印版數量。
13.檢查每個(gè)流的壓降。