板式是板式換熱器的“靈魂”

換熱器_山東金鵬翔重工裝備有限公司

板式換熱器是由一系列波紋板組成的新型高效換熱器。目前大范圍應(yīng)用于石油、能源等領(lǐng)域。傳熱阻力主要由傳熱板材料和厚度、污垢和流體本身組成。板式是板式換熱器的“靈魂”。其結(jié)構(gòu)和波紋形狀直接決定了換熱器的傳熱、阻力和承壓性能。此外，鈑金的沖壓質(zhì)量對(duì)其裝配效果和性能有重要影響。

降低板式換熱器的阻力具有提高傳熱系數(shù)、增加板間通道介質(zhì)平均流量的優(yōu)點(diǎn)，但一般來(lái)說(shuō)，在降低阻力時(shí)，會(huì)增加循環(huán)泵的功耗和設(shè)備成本。那么有沒(méi)有辦法兩者兼得，即降低經(jīng)濟(jì)成本，又有更高的傳熱系數(shù)呢？

降低換熱器阻力的方法

提高板間通道內(nèi)介質(zhì)的平均速度可以提高傳熱系數(shù)，減小換熱器面積。然而，增加流量會(huì)增加換熱器的阻力，增加循環(huán)泵的功耗和設(shè)備成本。循環(huán)泵的功耗與介質(zhì)流量的三次方成正比。通過(guò)增加流速來(lái)獲得稍高的傳熱系數(shù)是不經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)冷熱介質(zhì)流量較大時(shí)，可采用以下方法降低換熱器的阻力，保證較高的傳熱系數(shù)。

熱混合板

熱混合板兩側(cè)的波紋幾何形狀相同。板材根據(jù)人字形波紋的夾角分為硬板(H)和軟板(L)，夾角(一般120°左右)大于90°。是硬板，夾角(一般70°左右)小于90°。這是一塊柔性板。硬板表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)高，流體阻力大，而軟板則相反。硬板和軟板的組合可以形成高(Hh)、中(HL)和低(LL)三種特性的流道，滿足不同工況的需要。

當(dāng)冷熱介質(zhì)流量相對(duì)較大時(shí)，采用熱混板比對(duì)稱單流程換熱器可減少板面積。冷熱混合板兩側(cè)的角孔直徑通常相等。當(dāng)冷熱介質(zhì)流量比過(guò)大時(shí)，冷介質(zhì)一側(cè)拐角L的壓力損失很大。

采用非對(duì)稱板式換熱器

對(duì)稱板式換熱器由兩側(cè)波紋幾何形狀相同的板組成，形成冷熱流道流動(dòng)截面積相等的板式換熱器。根據(jù)冷熱流體的傳熱特性和壓降要求，非對(duì)稱(不等截面積)板式換熱器改變了板兩側(cè)的波形幾何形狀，形成冷熱通道流動(dòng)截面積不等的板式換熱器，寬通道一側(cè)的轉(zhuǎn)角l直徑較大。非對(duì)稱板式換熱器的傳熱系數(shù)略有下降，壓降大幅下降。

采用多工藝組合

當(dāng)冷熱介質(zhì)流量較大時(shí)，可采用多工藝組合布置。在小流量側(cè)采用更多的工藝來(lái)提高流量，獲得更高的傳熱系數(shù)。在高流量側(cè)使用較少的流量來(lái)降低熱交換器的阻力。多工藝組合呈現(xiàn)混合流型，平均傳熱溫差略低。多工藝組合板式換熱器的固定端板和活動(dòng)端板都有連接管，維修時(shí)工作量大。

熱交換器旁通管

當(dāng)冷熱介質(zhì)流量較大時(shí)，可在高流量側(cè)的換熱器進(jìn)出口之間設(shè)置旁通管，減少進(jìn)入換熱器的流量，降低阻力。為了便于調(diào)節(jié)，旁通管上應(yīng)安裝一個(gè)調(diào)節(jié)閥。這樣，應(yīng)采用逆流布置，使流出換熱器的冷介質(zhì)溫度更高，并保證換熱器出口匯合后的冷介質(zhì)溫度能滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)置換熱器的旁通管可以保證換熱器有較高的傳熱系數(shù)，降低換熱器的阻力，但調(diào)節(jié)起來(lái)有點(diǎn)復(fù)雜。

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