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板式換熱器
選型計算
板型選擇板片型式或波紋式應根據換熱場合的實際需要而定。對流量大允許壓降小的情況,應選用阻力小的板型,反之選用阻力大的板型。根據流體壓力和溫度的情況,確定選擇可拆卸式,還是釬焊式。確定板型時不宜選擇單板面積太小的板片,以免板片數量過多,板間流速偏小,傳熱系數過低,對較大的換熱器更應注意這個問題。對于缺少性能測試的板型,也可通過參考尺寸法,根據板型的特性幾何尺寸獲得板型的準則關聯(lián)式,國際上的一些通用軟件均采用這種方法。流程和流道的選擇流程指板式換熱器內一種介質同動方向的一組并聯(lián)流道,而流道指板式換熱器內,相鄰兩板片組成的介質流動通道。一般情況下,將若干個流道按并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接起來,以形成冷、熱介質通道的不同組合。流程組合形式應根據換熱和流體阻力計算,在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內的對流換熱系數相等或接近,從而得到的傳熱效果。因為在傳熱表面兩側對流換熱系數相等或接近時傳熱系數獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等,但在換熱和流體阻力計算時,仍以平均流速進行計算。由于“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上,拆裝方便。
板式換熱器設計的一般原則
選擇板片的波紋型式
板片的波紋型式主要有人字形波紋和水平平直波紋兩種。人字形波紋板片的承壓能力可高于1.0MPa,水平平直波紋板片的承壓能力一般在1.0MPa左右;人字形波紋板片的傳熱系數和流體阻力都高于水平平直波紋板片。選擇板片的波紋型式,主要要考慮板式換熱器的工作壓力、流體的壓力降和傳熱系數。一般情況下,將若干個流道按并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接起來,以形成冷、熱介質通道的不同組合。如果工作壓力在1.6MPa以上,則別無選擇地要采用人字形波紋板片;如果工作壓力不高又特別要求阻力降低,則選用水平平直波紋板片較好一些;如果由于安裝位置所限,需要高的換熱效率以減少換熱器占地面積,而阻力降可以不受限制,則應選用人字形波紋板片。板片型式或波紋型式還應根據換熱場合的實際需要而定。對流量大允許壓降小的情況,應選用阻力小的板型,反之選用阻力大的板型。
隨著一系列的應用研究及生產技術的發(fā)展,板式換熱器作為硫酸工業(yè)中的冷卻設備使用已逐漸成熟。不過還是有許多問題需要大家注意,比方說設備在設計生產及使用過程中應注意到以下的幾個問題:
1.硫酸具有雙重化學特性,即隨濃度的變化呈現出氧化性和還原性。濃酸趨向氧化性,稀酸趨向還原性,且其腐蝕性均隨溫度的而急劇增加。2、結構緊湊:板式換熱器板片緊密排列,與其他換熱器類型相比,板式換熱器的占地面積和占用空間較少,面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的1/5。板式換熱器選材時,既要求有性腐蝕的優(yōu)異特性,又要兼有耐還原性酸腐蝕的某些性能。目前,能耐還原性腐蝕的合金十分昂貴,而且因其中Ni、Mo和Si等合金元素的含量較高,其機械性能又難以適應板片加工的要求,因此給制造帶來很大的困難。
2.板式換熱器的板片多系0.8~1mm厚的金屬板,從壽命角度要求其年蝕率,適宜的操作條件應較寬,不能以特定點的腐蝕率來評價該種材料的適用性及使用安全性。
3.硫酸產生的腐蝕是均勻腐蝕,因此使用一定時間后只要把酸進口和水出口調換一下,即可使壽命延長40%以上。另外,應盡可能避免斷水情況的發(fā)生, 否則會使材料壁溫升溫而帶來損害。循環(huán)冷卻水應配置過濾器,必要時應配上斷水報警裝置。