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如何提高板式換熱器換熱效率

2022-01-19 06:55:33

板式換熱器是間壁傳熱式換熱器,冷流體通過換熱器板片傳熱,流體與板片直接接觸,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)和對數(shù)平均溫差。

1、提高換熱器傳熱系數(shù)只有同時提高板片冷熱兩側(cè)的表面熱系數(shù),減小垢層熱阻,選用熱導(dǎo)率高的板片,減小板片的厚度,才能有效提高換熱器的傳熱系數(shù)。

(1)提高板片的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)

由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流,因此能獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)及介質(zhì)的流動狀態(tài)有關(guān)。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經(jīng)過多年的研究和實驗發(fā)現(xiàn),波紋斷面形狀為三角形的人字形板片具有較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),且波紋的夾角越大,板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大。

(2)減小污垢層熱阻

減小換熱器的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)構(gòu)。板片結(jié)構(gòu)厚度為1mm時,傳熱系數(shù)降低約10%。因此,須注意監(jiān)測換熱器冷熱兩端的水質(zhì),防止板片結(jié)構(gòu),并防止水中雜物附著在板片上。有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕,在供熱介質(zhì)中添加藥劑,因此須注意水質(zhì)和黏性藥劑引起雜物玷污換熱器板片。如果水中有黏性雜物,應(yīng)采用專用過濾器進行處理。選用藥劑時,宜選擇無黏性的藥劑。

選用導(dǎo)熱率高的板片

板片材質(zhì)可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、鋼合金等。不銹鋼的導(dǎo)熱性能好,熱導(dǎo)率約14.4W/(mk),強度高,沖壓性能好,不易被氧化,價格比鈦合金和銅合金低,但其耐氯離子腐蝕的能力差。

(3)減小板片厚度

板片的設(shè)計厚度與其耐腐蝕性能無關(guān),與換熱器的承壓能力有關(guān)。板片加厚,能提高換熱器的承壓能力。采用人字形板片組合時,相鄰板片互相倒置,波紋相互接觸,形成了密度大、分布均勻的指點,板片角及邊緣密封結(jié)構(gòu)已逐步完善,使換熱器具有很好的承壓能力。在滿足換熱器承壓能力的前提下,應(yīng)盡量選用較小的板片厚度。

2、提高對數(shù)平均溫差

板式換熱器流型有逆流、順流和混合流型。在相同工況下,逆流時對數(shù)平均溫差Z大,順流時Z小,混合流型介于二者之間。提高換熱器對數(shù)平均溫差的方法為盡可能采用逆流或接近逆流的混合流型,盡可能提高熱側(cè)流體的溫度,降低冷側(cè)流體的溫度。

3、進出口管位置的確定

對于單流程布置的板式換熱器,為檢修方便,流體進出口管應(yīng)盡可能布置在換熱器固定端一側(cè)。介質(zhì)的溫差越大,流體的自然對流越強,形成的滯留帶的影響越明顯,因此介質(zhì)進出口位置應(yīng)按熱流體上進下出,冷流體下進上出布置,以減小滯留帶的影響,提高傳熱效率。


板式換熱器


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