換熱器其傳熱效率高,體積小,重量輕,污垢系數(shù)低,裝配方便,板片品種多,適用范圍廣,供熱行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。板式換熱器按組裝方式分為可拆式、焊接式、釬焊式、板殼式等。由于可拆式板式換熱器便于裝配清洗,增減換熱器面積靈活,供熱工程中使用較多??刹鹗桨迨綋Q熱器受橡膠密封墊耐熱溫度的限制,適用于水一水傳熱。本文對提高可拆式板式換熱器效能的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。
冷熱流體通過換熱器板片傳熱,板式換熱器是問壁傳熱式換熱器。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。提高換熱器傳熱系數(shù)只有同時(shí)提高板片冷熱兩側(cè)的外表傳熱系數(shù)。選用熱導(dǎo)率高的板片,減小板片的厚度,才有效提高換熱器的傳熱系數(shù)。
1.減小污垢層熱阻傳熱系數(shù)降低約10%因此,減小換熱器的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)垢。板片結(jié)垢厚度為1mm時(shí)。必需注意監(jiān)測換熱器冷熱兩側(cè)的水質(zhì),防止板片結(jié)垢,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,供熱介質(zhì)中添加藥劑,因此必需注意水質(zhì)和黏劑引起雜物沾污換熱器板片。如果水中有黏性雜物,應(yīng)采用專用過濾器進(jìn)行處理。選用藥劑時(shí),宜選擇無黏性的藥劑。
2.提高板片的外表傳熱系數(shù)外表傳熱系數(shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)以及介質(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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流雷諾數(shù)一150時(shí)因此能獲得較高的外表傳熱系數(shù)。波紋斷面形狀為三角形正弦形外表傳熱系數(shù)最大,壓力降較小,受壓時(shí)應(yīng)力分布均勻,但加工困難,人字形板片具有較高的外表傳熱系數(shù),且波紋的夾角越大,板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高,外表傳熱系數(shù)越大。
3.減小板片厚度與換熱器的承壓能力有關(guān)。板片加厚,板片的設(shè)計(jì)厚度與其耐腐蝕性能無關(guān)。能提高換熱器的承壓能力。采用人字形板片組合時(shí),相鄰板片互相倒置,波紋相互接觸,形成了密度大、分布均勻的支點(diǎn),板片角孑L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。國產(chǎn)可拆式板式換熱器最大承壓能力已達(dá)到2.5MPa板片厚度對傳熱系數(shù)影響很大,厚度減小0.1mm對稱型板式換熱器的總傳熱系數(shù)約增加600W/mK非對稱型約增加500W/mK¨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。