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板式換熱器的板片結構各式各樣

日期:2019/01/09 08:43        瀏覽次數:        來源:濟南潤通
    板式換熱器的板片結構千差萬別,其設計的最終目的是要強化板片的換熱效果、增大板面的剛度、提高板式換熱器的承壓能力。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它是由具有一定波紋形狀的一些列金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。獨特的構造讓它在眾多的各類熱交換器中形成了很好的優勢,那么它是怎樣工作的呢?
    一、換熱器的概念

    換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,又稱熱交換器。換熱器是化工,石油,動力,食品及其它許多工業部門的通用設備,在生產中占有重要地位.在化工生產中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等,應用更加廣泛。換熱設備因其用途不同,類型繁多,性能不一,但均可歸結為管殼式結構和板式結構兩大類。

    二、板式換熱器的整體結構

    1、板式換熱器以金屬板片(一般厚度為0 5~1 0mm)為換熱元件,由不銹鋼、工業純鈦或其他材料的薄板壓制而成。通常用模具將板片壓制成各種槽型或波紋形,既可以增大板片的剛度,以防止板片受壓時變形,也增強了流體的湍流程度,增加了換熱面積。

    2、每個板片的四角各開有一孔,板片四周以及孔的周圍壓有密封墊片槽,并根據需要在孔的周槽中放置有墊片,起到允許流體或阻止流體進入板面之間通道的作用。若將數個板片按照換熱要求依次排列在支架上,并用固定壓緊板和活動壓緊板由壓緊螺桿壓緊,在相鄰的板片間就形成了流體通道,借助板片四角的孔口與墊片。
    3、板式換熱器的板片結構千差萬別,其設計的最終目的是要強化板片的換熱效果、增大板面的剛度、提高板式換熱器的承壓能力。理想的板型設計,不僅具有較大的傳熱面積、較低的壓力降、較高的傳熱系數,而且還應具有較好的剛性,以使很薄的板片在固定壓緊板.和活動壓緊板夾緊力的作用下相互支承,以抵抗通道內不平衡壓力對其產生的沖擊。為此,在板型設計中還要考慮支承點的合理分布以及加強筋的布置等。

    4、一塊板片按其功能可以分成導流部分、換熱部分、密封部分、邊緣支承以及懸掛定位等五個部分,其中換熱部分是板片結構的核心,其結構形式主要取決于換熱介質的性質,要根據傳熱學和流體力學設計確定。
    三、換熱器的工作原理

    換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,即在一個大的密閉容器內裝上水或其他介質,而在容器內有管道穿過。讓熱水從管道內流過。由于管道內熱水和容器內冷熱水的溫度差,會形成熱交換,也就是初中物理的熱平衡,高溫物體的熱量總是向低溫物體傳遞,這樣就把管道里水的熱量交換給了容器內的冷水,換熱器又稱熱交換器。

    四、板式換熱器的特點

    1、傳熱系數高。由于不同的波紋板相互倒置,構成復雜的流道,使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動,能在較低的雷諾數(一般Re=50~200)下產生紊流,所以傳熱系數高,一般認為是管殼式的3~5倍。

    2、對數平均溫差大,末端溫差小。板式換熱器多是并流或逆流流動方式,其修正系數也通常在0.95左右,此外,冷、熱流體在板式換熱器內的流動平行于換熱面、無旁流,因此使得板式換熱器的末端溫差小,對水換熱可低于1℃,而管殼式換熱器一般為5℃。

    3、占地面積小。板式換熱器結構緊湊,單位體積內的換熱面積為管殼式的2~5倍,也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所,因此實現同樣的換熱量,板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/10。
    4、容易改變換熱面積或流程組合,只要增加或減少幾張板,即可達到增加或減少換熱面積的目的;改變板片排列或更換幾張板片,即可達到所要求的流程組合,適應新的換熱工況。

    5、重量輕。板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm。

    6、制作方便。板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工,標準化程度高,并可大批生產。

    7、容易清洗。框架式板式換熱器只要松動壓緊螺栓,即可松開板束,卸下板片進行機械清洗,這對需要經常清洗設備的換熱過程十分方便。

    8、熱損失小。板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中,因此散熱損失可以忽略不計,也不需要保溫措施。

    9、容量較小。是管殼式換熱器的10%~20%。

    10、單位長度的壓力損失大。由于傳熱面之間的間隙較小,傳熱面上有凹凸,因此比傳統的光滑管的壓力損失大。

    11、不易結垢。由于內部充分湍動,所以不易結垢,其結垢系數僅為管殼式換熱器的1/3~1/10。