板式換熱器

板片和流道

通常有二種波紋的板片 (L 小角度和 H大角度)，這樣就有三種不同的流道(L, M 和 H)，如下所示：

L：小角度

由相鄰小夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)低，阻力小。適用于大流量，傳熱弱（低比熱或溫差?。┑那闆r，如：環(huán)境壓力下的空氣傳熱。H：大角度

由相鄰大夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)高，阻力大。適用于小流量但傳熱強(qiáng)（高比熱，有相變或大溫差）的情況，如：制冷劑相變傳熱。M：通道

由相鄰大/小夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)和阻力介于H和L通道之間。L L = 小角度流道

L H = 混合流道

H H=大角度流道

在這三種流道中選擇，并根據(jù)特殊的工況定身量做和選型。

理論上，一臺(tái)換熱器可以混用不同類型的流道，如H型之后是M型。

但對(duì)于有相變的情況，這會(huì)導(dǎo)致個(gè)H流道和后一個(gè)M流道之間介質(zhì)的分配失調(diào)，因此，在各類制冷用BPHE中不予采用。

板片波紋的主要作用：使得流體紊流，強(qiáng)化傳熱相鄰板片的波紋形成接觸抗點(diǎn)，提高耐壓性能。

注：巧克力分布去：使流體均勻流過整個(gè)板片，在 A 和B處的壓力降相同，使在這里的壓力損失，把壓力降用于有效的傳熱，允許平行流AlfaLaval 創(chuàng)造發(fā)明創(chuàng)造，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。如下圖。

平行流與對(duì)角流：

平行流的優(yōu)勢(shì)：一塊板片 & 一條密封墊，同一的板片在板片組里，旋轉(zhuǎn)180o可以用于二邊通道備件損耗小。完全滿足對(duì)角流所有的功能，較高的設(shè)計(jì)壓力或使用較薄的板片沒有交叉出管口。

關(guān)于板片材質(zhì)

不銹鋼：指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)的鋼稱為耐酸鋼。板片由螺栓夾緊在固定壓緊板及活動(dòng)壓緊板之間，在換熱器內(nèi)部就構(gòu)成了許多流道，板與板之間用橡膠密封。兩者在化學(xué)成分上存在一定差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。

耐腐蝕機(jī)理：鉻是不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達(dá)到12％左右時(shí)，鉻就與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（ 自鈍化膜Cr2O3），極難溶于水，可進(jìn)一步阻止氧與鐵腐蝕。流體在螺旋板內(nèi)允許流速較高，并且流體沿螺旋方向流動(dòng)，滯流層薄，故傳熱系數(shù)大，傳熱。同理，破壞鈍化膜Cr2O3 就意味著破壞其腐蝕能力。

另外腐蝕介質(zhì)中的鹵族元素（像水中常見的氯離子）在一定條件下也能替換掉Cr，所以不銹鋼在一定條件下也會(huì)生銹，在含酸、堿、鹽的介質(zhì)中也會(huì)被腐蝕,。因此不銹鋼抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質(zhì)本身化學(xué)組成、加互狀態(tài), 使用條件及環(huán)境介質(zhì)類型而改變的。清洗過程中要時(shí)刻對(duì)溶液進(jìn)行測(cè)試，保持溶液濃度在有效范圍之內(nèi)，直到溶液濃度長時(shí)間再?zèng)]有變化時(shí)。不銹鋼在水中腐蝕主要是由于水中氯離子引起的。

不銹鋼中其余添加元素也均發(fā)揮不同作用。像Mo會(huì)在一定程度上抵消氯離子引起的腐蝕，但是也有一個(gè)適用范圍。

板式換熱器設(shè)計(jì)的一般原則 

單板面積的選擇   

   單板面積過小，則板式換熱器的板片數(shù)多，也即使占地面積增大，程數(shù)增多（造成阻力降增大）；反之，雖然占地面積和阻力降減小了，但難以保證板間通道必要的流速。不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數(shù)量過多，板間流速偏小，傳熱系數(shù)過低，對(duì)較大的換熱站更應(yīng)該注意此問題。在相同換熱面積情況下，板式換熱器的換熱損失僅為管殼式換熱器的1。

　流速的選取      

 流體在板間的流速，影響換熱性能和流體壓力降，流速高固然換熱系數(shù)高，但流體的阻力降也增大；反之情況相反。一般板間平均流速為0.2～0.8m?s，流速低于0.2m?s時(shí)流體就達(dá)不到湍流狀態(tài)且會(huì)形成較大的死角區(qū)，流速過高則會(huì)導(dǎo)致阻力降劇增。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以先確定一個(gè)流速，計(jì)算其阻力降是否在給定的范圍內(nèi)；也可按給定的壓力降來求出流速的初選值。水垢主要是水中溶解的各種鹽類受熱分解溶解度降低而結(jié)晶沉積在傳熱片上，通常為碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、和硅酸鹽這類垢結(jié)晶政密比較堅(jiān)硬且難以清除。