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隨著板式換(huan)熱(re)器技術日益成熟(shu),其傳熱(re)效(xiao)率(lv)高,體(ti)積小,重量輕,污垢系數低,拆卸方(fang)便,板片品種(zhong)多,適用范圍廣,在供熱(re)行業得到了廣泛應用。
同時(shi),提高(gao)板式換(huan)熱(re)器(qi)的(de)(de)效(xiao)能(neng)是一個綜合經濟(ji)效(xiao)益問題,應(ying)通過技術經濟(ji)比較后確定。提高(gao)換(huan)熱(re)器(qi)的(de)(de)傳熱(re)效(xiao)率和降低換(huan)熱(re)器(qi)的(de)(de)阻(zu)力應(ying)同時(shi)考慮,而且應(ying)合理選用板片(pian)材質(zhi)和橡膠密封墊(dian)材質(zhi)及安裝方法,保證設備(bei)安全(quan)運行,延長(chang)設備(bei)使用壽命。
1、提高傳熱效(xiao)率
板(ban)式(shi)(shi)換(huan)熱(re)(re)器(qi)是間(jian)壁傳(chuan)熱(re)(re)式(shi)(shi)換(huan)熱(re)(re)器(qi),冷(leng)熱(re)(re)流(liu)體(ti)(ti)通過(guo)換(huan)熱(re)(re)器(qi)板(ban)片傳(chuan)熱(re)(re),流(liu)體(ti)(ti)與板(ban)片直接接觸,傳(chuan)熱(re)(re)方式(shi)(shi)為(wei)熱(re)(re)傳(chuan)導和對流(liu)傳(chuan)熱(re)(re)。提高(gao)板(ban)式(shi)(shi)換(huan)熱(re)(re)器(qi)傳(chuan)熱(re)(re)效率的(de)關鍵是提高(gao)傳(chuan)熱(re)(re)系數和對數平均溫差。
① 提(ti)高換熱(re)(re)(re)器(qi)傳(chuan)熱(re)(re)(re)系數(shu)(shu)只有(you)同時(shi)提(ti)高板(ban)片冷熱(re)(re)(re)兩側的表面傳(chuan)熱(re)(re)(re)系數(shu)(shu),減(jian)小污(wu)垢(gou)層熱(re)(re)(re)阻,選用(yong)熱(re)(re)(re)導率高的板(ban)片,減(jian)小板(ban)片的厚度(du),才能有(you)效提(ti)高換熱(re)(re)(re)器(qi)的傳(chuan)熱(re)(re)(re)系數(shu)(shu)。
a.提高(gao)板片的表面傳熱系數
由于板(ban)式換熱(re)(re)器(qi)的(de)(de)(de)波(bo)(bo)紋(wen)能(neng)(neng)使流(liu)(liu)體(ti)在較小的(de)(de)(de)流(liu)(liu)速(su)下產生(sheng)湍流(liu)(liu)(雷諾數(shu)(shu)一150時 ),因此能(neng)(neng)獲得較高的(de)(de)(de)表面傳熱(re)(re)系(xi)數(shu)(shu),表面傳熱(re)(re)系(xi)數(shu)(shu)與板(ban)片波(bo)(bo)紋(wen)的(de)(de)(de)幾(ji)何結構以及介(jie)質的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)狀(zhuang)態有關。板(ban)片的(de)(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)包括人(ren)字(zi)形(xing)、平直形(xing)、球形(xing)等。經過多年(nian)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)和(he)實(shi)驗發現(xian),波(bo)(bo)紋(wen)斷面形(xing)狀(zhuang)為三角形(xing)(正弦形(xing)表面傳熱(re)(re)系(xi)數(shu)(shu)最大,壓力降較小,受壓時應(ying)力分布均勻,但加工(gong)困難(nan)的(de)(de)(de)人(ren)字(zi)形(xing)板(ban)片具(ju)有較高的(de)(de)(de)表面傳熱(re)(re)系(xi)數(shu)(shu),且波(bo)(bo)紋(wen)的(de)(de)(de)夾角越(yue)大,板(ban)間流(liu)(liu)道(dao)內介(jie)質流(liu)(liu)速(su)越(yue)高,表面傳熱(re)(re)系(xi)數(shu)(shu)越(yue)大。
b.減小污垢(gou)層熱(re)阻
減小換(huan)熱(re)器(qi)的(de)污垢(gou)(gou)層熱(re)阻(zu)的(de)關鍵是防止板片(pian)結垢(gou)(gou)。板片(pian)結垢(gou)(gou)厚(hou)度(du)為1 mm時(shi),傳熱(re)系數降低約10%。因此,必須注意(yi)監測換(huan)熱(re)器(qi)冷熱(re)兩(liang)側的(de)水(shui)質(zhi),防止板片(pian)結垢(gou)(gou),并(bing)防止水(shui)中雜物附(fu)著在板片(pian)上。有些供熱(re)單位為防止盜水(shui)及鋼件腐蝕,在供熱(re)介質(zhi)中添加藥(yao)(yao)劑(ji),因此必須注意(yi)水(shui)質(zhi)和黏性(xing)藥(yao)(yao)劑(ji)引(yin)起雜物沾污換(huan)熱(re)器(qi)板片(pian)。如果水(shui)中有黏性(xing)雜物,應采(cai)用(yong)專用(yong)過(guo)濾器(qi)進行處理(li)。選(xuan)(xuan)用(yong)藥(yao)(yao)劑(ji)時(shi),宜選(xuan)(xuan)擇無黏性(xing)的(de)藥(yao)(yao)劑(ji)。
c.選用熱導率(lv)高的(de)板片
板片材質可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金(jin)(jin)、銅合金(jin)(jin)等。不銹鋼的導(dao)(dao)熱性能好,熱導(dao)(dao)率約(yue)14.4 W/(m?K) ,強度高,沖壓(ya)性能好,不易被氧化(hua),價(jia)格比鈦合金(jin)(jin)和銅合金(jin)(jin)低,供熱工程中使用最多,但其耐(nai)氯離子腐蝕的能力差。
d.減小板片厚度
板(ban)(ban)片(pian)的(de)設(she)計厚(hou)度(du)與(yu)其耐腐蝕性能(neng)(neng)無(wu)關,與(yu)換(huan)熱器(qi)的(de)承(cheng)壓能(neng)(neng)力(li)有(you)關。板(ban)(ban)片(pian)加(jia)(jia)厚(hou),能(neng)(neng)提高換(huan)熱器(qi)的(de)承(cheng)壓能(neng)(neng)力(li)。采用(yong)人字(zi) 形板(ban)(ban)片(pian)組合時,相(xiang)鄰板(ban)(ban)片(pian)互相(xiang)倒置,波紋相(xiang)互接(jie)觸,形成(cheng)了(le)密(mi)度(du)大、分布均勻的(de)支(zhi)點,板(ban)(ban)片(pian)角孑L及邊(bian)緣密(mi)封結(jie)構已逐步(bu)完善,使(shi)換(huan)熱器(qi)具(ju)有(you)很好(hao)的(de)承(cheng)壓能(neng)(neng)力(li)。國產可拆式(shi)板(ban)(ban)式(shi)換(huan)熱器(qi)最大承(cheng)壓能(neng)(neng)力(li)已達到了(le)2.5 MPa。板(ban)(ban)片(pian)厚(hou)度(du)對傳(chuan)熱系數(shu)影響(xiang)很大,厚(hou)度(du)減小(xiao)0.1mm,對稱(cheng)型板(ban)(ban)式(shi)換(huan)熱器(qi)的(de)總傳(chuan)熱系數(shu)約增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)600W/(m ?K),非(fei)對稱(cheng)型約增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)500 W/(m ?K)¨ 。在(zai)滿(man)足換(huan)熱器(qi)承(cheng)壓能(neng)(neng)力(li)的(de)前(qian)提下,應盡量選用(yong)較小(xiao)的(de)板(ban)(ban)片(pian)厚(hou)度(du)。
② 提高對(dui)數平均溫差
板式換熱(re)器(qi)流(liu)型有逆(ni)流(liu)、順流(liu)和混合流(liu)型(既(ji)有逆(ni)流(liu)又有順流(liu))。在相同工況下(xia),逆(ni)流(liu)時對數平均(jun)溫(wen)差最(zui)大,順流(liu)時最(zui)小,混合流(liu)型介(jie)于二(er)者之問。提(ti)高(gao)換熱(re)器(qi)對數平均(jun)溫(wen)差的(de)方法(fa)為盡可(ke)(ke)能采用逆(ni)流(liu)或接近逆(ni)流(liu)的(de)混合流(liu)型,盡可(ke)(ke)能提(ti)高(gao)熱(re)側流(liu)體(ti)的(de)溫(wen)度(du),降(jiang)低冷側流(liu)體(ti)的(de)溫(wen)度(du)。
③ 進出口管位置的確定
對(dui)于單流(liu)(liu)程布置的(de)(de)(de)板(ban)式(shi)換熱(re)(re)器(qi),為檢修(xiu)方便,流(liu)(liu)體進出(chu)口(kou)管(guan)應(ying)盡可能布置在換熱(re)(re)器(qi)固定端板(ban)一側(ce)。介質的(de)(de)(de)溫(wen)差越大,流(liu)(liu)體的(de)(de)(de)自然(ran)對(dui)流(liu)(liu)越強,形成的(de)(de)(de)滯留帶的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)越明顯(xian),因此介質進出(chu)口(kou)位(wei)置應(ying)按熱(re)(re)流(liu)(liu)體上(shang)進下出(chu),冷(leng)流(liu)(liu)體下進上(shang)出(chu)布置,以(yi)減(jian)小(xiao)滯留帶的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),提高傳熱(re)(re)效率(lv)。
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