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板式换热器设计

工作准则
       在板之间形成通道,并且角端口被布置为使得两种介质流过交替通道。热量通过通道之间的板传递,完成逆流流动以实现最高效率。板的波纹提供板之间的通道,将每个板支撑在相邻板上并增强湍流,从而导致有效的热传递。  

一般考虑
       板式换热器(PHE)由多个平行流动通道组成,由相邻的金属板形成,这些金属板通过围绕每个板周边的垫圈材料进行焊接或分离。这些板可以由各种金属形成,但通常由不锈钢制成。制造过程将平板压制成每种平板类型都不同的波纹形状,并且是每个制造商专有的。波纹(有时称为肋或人字形)既增加了液流的混合,又增加了板的强度和支撑。相邻板之间的流动通道宽度为0.05至0.25英寸(1.27至6.35mm),并且相邻板的肋条以规则间隔彼此具有接触点。可以将PHE设计为真正的逆流,因为热流和冷流在整个交换器长度上通过相邻通道。这种设计允许比传统壳管式换热器更接近的接近温度。 PHE设施的组装机械清洁,并允许额外或移除板以增加或减少交换器的传热表面面积。 PHE的主要优点是尺寸紧凑,传热效率高,可减少单元数量,缩小空间,适用于海上平台以及减轻重量。当等效的壳管式换热器需要合金壳或管时,它们在成本上特别具有吸引力。所有类型的风机和焊接式风机最小推荐的建筑材料是304型不锈钢。目前,公共卫生企业在热回收回路,化学工艺冷却器和加热器,石油平台应用和海水冷却等液体 - 液体服务中运行。部分焊接的PHEs在使用冷却水的产品冷却器中有很好的应用。板框式热交换器没有特别考虑,因为稳态设计遵循标准的逆流或平行流程。在进行之前,只需要输入一组传热和流量摩擦相关性。板式和框架设计可以与板式翅片设计的流动布置类似,但是对于管道歧管几何形状有限制。优化可以按照与紧凑板翅式换热器类似的方式进行,但可能不太全面,直到获得最佳板板波纹的通用关联。重要的特征是由垫片分开的金属成型薄板组成。结构紧凑,易于清洁。最适合的应用是粘性流体,腐蚀性流体,浆体,高热传递。限制不适合沸腾或冷凝;用垫片限制35-500°F。仅用于液体液体;不是气体。碳钢结构的近似成本0.8 - 1.5。用于板和框架设计的入口和返回顶盖以及用于板翅式设计的相同布置可以增加入口扰动之后的出口瞬态响应的相移。板式换热器由多个平行流动通道组成,由相邻的金属板形成,这些金属板通过围绕每个板的周边的垫圈材料焊接或分开。这些板可以由各种金属形成,但通常由不锈钢制成。制造过程将平板压制成每种平板类型都不同的波纹形状,并且是每个制造商专有的。波纹(有时称为肋或人字形)既增加了液流的混合,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,需要的传热率。
2.如果规格不完整,请从热平衡中确定未知流体温度或流体流量。
3.计算对数平均温差ΔTlm。
4.确定对数平均温度校正因子Ft。
5.计算校正后的平均温差ΔTm= Ft xΔTlm。
6.估算整体传热系数。
7.计算所需的表面积。
8.确定所需的板数=一块板的总表面积/面积。
9.确定流程安排和通行证数量。
10.计算每个流的膜传热系数。
11.计算总系数,考虑到污染因素。

12.将计算结果与假设的总体系数进行比较。如果满意,比如说-10%到+ 10%