板式換熱器是一種壁式換熱器,冷熱流體通過板式換熱器板片直接接觸。傳熱方式為熱傳導(dǎo)和對流傳熱。提高板式換熱器傳熱效率的關(guān)鍵是提高傳熱系數(shù),只有通過增加板兩側(cè)的表面熱系數(shù),降低熱阻,選擇導(dǎo)熱系數(shù)高的板,減小板的厚度,才能有效地提高換熱器的傳熱系數(shù)。
A.提高板式換熱器的表面換熱系數(shù)
由于板式換熱器的波紋會使流體在小流量下產(chǎn)生湍流,因此可以獲得更高的表面換熱系數(shù)。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與波紋板的幾何結(jié)構(gòu)和介質(zhì)的流動狀態(tài)有關(guān)。板片波紋包括人字形、平面、球體等。經(jīng)過多年的研究和實驗,發(fā)現(xiàn)波紋段的形狀為三角形(正弦形),表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大,壓降小,壓力下應(yīng)力分布均勻,但加工困難)人字板的波紋角越大,轉(zhuǎn)輪板之間的介質(zhì)流速越高,人字板的傳熱系數(shù)越大。
B降低污垢層熱阻
降低板式換熱器污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板式換熱器結(jié)垢。當(dāng)板結(jié)構(gòu)厚度為1mm時,傳熱系數(shù)降低約10%。因此,應(yīng)注意監(jiān)測換熱器冷端和熱端的水質(zhì),以防止板結(jié)構(gòu)和水中的雜物粘附在板上。為了防止鋼制零件失水和腐蝕,一些加熱裝置在加熱介質(zhì)中添加藥劑。因此,請注意水質(zhì)和粘性劑,它們可能會導(dǎo)致雜物污染換熱器板。如果水中有粘性雜質(zhì),應(yīng)使用專用過濾器進行處理。選擇粘合劑時,建議選擇非粘合劑。
C選擇導(dǎo)熱系數(shù)高的板材
板材材料可以是不銹鋼、鈦合金、合金等。不銹鋼具有良好的導(dǎo)熱性,導(dǎo)熱系數(shù)約為14.4 w/(M●K) ,強度高,沖壓性能好,不易氧化,價格低于鈦合金和銅合金。用于采暖工程,但耐氯離子腐蝕性差。
D減少板厚
板的設(shè)計厚度與耐腐蝕性無關(guān),并與熱交換器的承壓能力有關(guān)。厚板可以提高換熱器的承載能力。采用人字板組合時,相鄰板倒置,波紋相互接觸,形成密度高、分布均勻的支點。板角和邊緣密封結(jié)構(gòu)逐步完善,使換熱器具有良好的承壓能力。國產(chǎn)可拆卸板式換熱器承壓能力達到2.5MPa。板厚對傳熱系數(shù)有很大影響。當(dāng)厚度減小0.1mm時,對稱板式換熱器的總傳熱系數(shù)增加約600W/(M●K) 不對稱型增加約500W/(M●K) 。在滿足換熱器承壓能力的前提下,盡量選擇較小的板厚。
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