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板式换热器的选型设计

  •  1、板式换热器选型设计原则 

    为某一工艺过程选型设计板式换热器时,要考虑其设计压力、设计温度、介质特性和经济性等因素。 

    (1)单板面积的选择 

    单板面积过小、则板片数目多,占地面积大,阻力降减少;反之,单板面积过大,则板片数目少,占地面积小,阻力降增大,但是难以保证适当的板间流速。因此,一般单板面积可按角孔流速为6m/s左右考虑。 

    (2)板间流速的选取 

    流体在板间的流速,影响换热性能和压力降。流速高,换热系数高,阻力降也增大;反之,则相反。一般取板间流速为0.2-0.8m/s,板式换热器且尽量使两种流体板间速度一致。流速小于0.2m/s时,流体达不到揣流状态,且会形成较大的死角区;流速过高会导致阻力降剧增,气体板间流速一般不大于10m/s。 

    (3)流程的确定 

    两侧流体的流量大致一致时,应尽量按等程布置;当两侧流体的流量相差较大时,则流量小的一侧按多流程布置或采用不等截面通道的板式换热器。另外,当某一介质的温升或温降幅度较大时,也可盐浴氮化炉采用多流程。有相变发生的一侧一般均为单流程,且接口方式为上进下出。在多程换热器中,一般对同一流体在各流程中应采用的流道数。换热器压降修正系数,单流程时取1.2~1.4,2~3流程取1.8~2.0,4~5流道取2.6~2.8。 

    (4)流向的选取 

    单相换热时,逆流具有最大的平均温差,一般在板式换热器的设计中要尽可能把流体布置为逆流。两侧流体为等流程时,为逆流;当两侧液体氮化炉流体为不等流程时,顺流与逆流交替出现,平均温差要小于纯逆流时。 

    2、板式换热器的选型计算方法: 

    (1)换热器选型计算公式:Q=K·F·△tm 

    式中: 

    Q——热流量(W) 

    △ tm——对数平均温差(℃) 

    F——传热面积(m2) 

    板式换热器在实际运行中,由于污垢、水流不均等情况影响,需在上式中引入修正系数ß(一般取0.7~0.9),因此,实际使用时,上式为: 

    Q=ß·K·F·△tm 

    (2)估算法 

    可按下面估算: 

    当板间流速为0.3~0.7m/s时 

    水(汽)——水 K=3000~7000; 

    水(汽)——油 K=400~1000 

    油——油 K=175~400