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板式换热器设计

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工作原理

在板之间形成通道,并且角落端口布置成使得两个介质流过备用通道。热量通过通道之间的板传递,并产生完全逆流,以实现最高效率。板的波纹提供板之间的通道,将每个板支撑在相邻的板上并增强湍流,从而产生有效的热传递。 

一般考虑

板式热交换器(PHE)由许多平行的流动通道组成,这些流动通道由相邻的金属板形成,这些金属板由围绕每个板的周边的垫圈材料焊接或分开。板可由多种金属形成,但通常由不锈钢制成。制造过程将板压成波纹形状,每种板类型都不同,并且是每个制造商专有的。波纹(有时称为肋或V形)既增加了流动流的混合,又增加了板的强度和支撑。相邻板之间的流动通道宽度范围为0.05至0.25英寸(1.27至6.35mm),并且相邻板的肋以规则间隔彼此具有接触点。PHE可以设计用于真正的逆流,因为热流和冷流在整个交换器长度上穿过相邻的通道。与传统的壳管式换热器相比,这种设计允许更接近的接近温度。PHE的组装设备机械清洁并允许额外或移除板以增加或减少交换器的传热表面积。PHE的主要优点是其紧凑的尺寸和高的传热效率,允许减少单元数量,更小的空间和海上平台,并减轻重量。当相同的壳管式换热器需要合金壳或管时,它们在成本上特别有吸引力。所有类型的PHE和焊接PHE的最小推荐结构材料是304型不锈钢。PHE目前在诸如热回收回路,化学过程冷却器和加热器,石油平台应用和海水冷却的液体-液体服务中运行。部分焊接的PHE在使用冷却水的产品冷却器中具有良好的应用。板框式热交换器没有特别考虑,因为稳态设计遵循标准逆流或平行流程。在继续之前,仅需要提供热传递和流动摩擦相关的集合。板框设计在流动布置上与板翅设计类似,但管道歧管几何形状受到限制。优化可以以与紧凑型板翅式热交换器类似的方式进行,但是在可获得最佳板面板波纹的通用相关性之前可能不太全面。重要特征由金属成形的薄板组成,薄板由垫圈隔开。结构紧凑,易于清洁。最适合的应用是粘性流体,腐蚀性流体,浆液,高传热。限制不适合煮沸或冷凝;通过垫圈限制35-500oF。仅用于液-液;不是天然气。碳钢结构的近似相对成本为0.8-1.5。用于板框设计的入口和返回头部以及用于板翅设计的相同布置可以向出口瞬态响应跟随和入口扰动添加相移。板式交换器由许多平行的流动通道组成,这些流动通道由相邻的金属板形成,所述金属板通过围绕每个板的周边的垫圈材料焊接或分开。板可以由各种金属形成,但通常由不锈钢制成。制造过程将板压成波纹形状,每种板类型都不同,并且是每个制造商专有的。波纹(有时称为肋或V形)既增加了流动流的混合,又增加了板的强度和支撑。

板式换热器设计程序

1,计算任务所需的传热率。

2.如果规格不完整,请根据热平衡确定未知的流体温度或流体  流速。

3.计算对数平均温差ΔTlm。

4.确定对数平均温度修正系数  Ft。

5.计算校正的平均温差ΔTm = Ft  × ΔTlm。

6.估算总传热系数。

7.计算所需的表面积。

8.确定所需的板数=一个板的总表面积/面积。

9.确定流量安排和通行次数。

10.计算每个流的薄膜传热系数。

11.计算总体系数,允许结垢因子。

12.将计算结果与假设的整体系数进行比较。如果满意,比如  -10%到+ 10%的误差,继续。如果不满意,返回步骤8并增加或  减少印版数量。

13.检查每个流的压降。