板式换热器的优化选型
板式换热器选型计算的方法及公式
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板式换热器选型计算的方法及公式(1)求热负荷QQ=G.ρ.CP.Δt(2)求冷热流体进出口温度t2=t1+ Q /G .ρ .CP(3)冷热流体流量G= Q / ρ .CP .(t2-t1(4)求平均温度差ΔtmΔtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2(5)选择板型若所有的板型选择完,则进行结果分析。
(6)由K值范围,计算板片数范围Nmin,NmaxNmin = Q/ Kmax .Δtm .F P .βNmax = Q/ Kmin .Δtm .F P .β(7)取板片数N(Nmin≤N≤Nmax )若N已达Nmax,做(5)。
(8)取N的流程组合形式,若组合形式取完则做(7)。
(9)求Re,NuRe = W .de / νNu =a1.Re a2.Pr a3(10)求a,K传热面积Fa = Nu .λ / deK= 1 / 1/a h+1/a c+γc+γc+δ/λ0F= Q /K .Δtm .β(11)由传热面积F求所需板片数NNNN= F/ Fp+ 2(12)若N<NN,做(8)。
(13)求压降ΔpEu = a4.Re a5Δp = Eu .ρ.W2 .ф(14) 若Δp>Δ允,做(8);若Δp≤Δ允,记录结果,做(8)。
注: 1.(1)、(2)、(3)根据已知条件的情况进行计算。
2.当T1-t2=T2-t1时采用Δtm = (T1-t2)+(T2-t1)/2 3.修正系数β一般0.7~0.9。
板式换热器的优化选型1 平均温差△tm从公式Q=K△tmA,△tm=1/A∫A(t1-t2)dA中可知,平均温差△tm是传热的驱动力,对于各种流动形式,如能求出平均温差,即板面两侧流体间温差对面积的平均值,就能计算出换热器的传热量。
平均温差是一个较为直观的概念,也是评价性能的一项重要指标。
1.1 对数平均温差的计算当换热器传热量为dQ,温度上升为dt时,则C=dQ/dt,将C定义为热容量,它表示单位时间通过单位面积交换的热量,即dQ=K(th-tc)dA=K△tdA,两种流体产生的温度变化分别为dth=-dQ/Ch,dtc=-dQ/Cc,d△t=d(th -tc)=dQ(1/Cc-1/Ch),则dA=[1/k(1/Cc-1/Ch)]·(d△t/△t),当从A=0积分至A=A0时,A0=[1/k(1/Cc-1/Ch)]·㏑[(tho-tci)/(thi-tco)],由于两种流体间交换的热量相等,即Q=Ch(thi-tho)=Cc (tco-tci),经简化后可知,Q=KA0{[(tho-tci)-(thi-tco)]/㏑[(tho -tci)/(thi-tco)]},若△t1=thi-tco,△t2=tho-tci,则Q=KA0[(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2)]=KA0△tm,式中的△tm=(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2)。
板式换热器选型计算的方法及公式
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板式换热器选型计算的方法及公式1.确定传热要求:首先,需要确定所需传热量。
传热量可以根据质量流量、入口温度和出口温度计算得出。
传热量=质量流量×热容×(出口温度-入口温度)其中,热容是指流体单位质量温度升高1°C所需的热量。
2.计算传热面积:传热面积是板式换热器选型时需要考虑的重要参数。
传热面积的大小直接决定了换热器的尺寸和材质。
传热面积=传热量/(传热系数×温差)其中,传热系数是指流体在单位时间内通过单位面积的换热器所传热量与温差之比。
3.确定传热系数:传热系数是指在单位时间内通过换热器的单位面积所传热量与温差之比。
传热系数的大小取决于流体的性质、流速以及流体与表面之间的热传导方式。
传热系数=温差/(1/内壁传热系数+1/外壁传热系数+污物膜传热系数+△Rf)其中,△Rf为板片的几何阻力。
4.确定换热器的型号:通过以上计算,得到传热面积和传热系数。
根据这些参数,可以选择合适的换热器型号,比如板式换热器的型号、规格等。
5.确定换热器板数:根据传热面积和换热器的尺寸,可以确定所需的板数。
板数的选择需要考虑流体的流速以及板间距等因素。
6.计算换热器的热负荷:热负荷是指在单位时间内通过换热器的热量。
热负荷=传热量/单位面积通过热负荷的计算,可以确定是否符合换热器的设计要求。
以上是板式换热器选型计算的基本方法及公式。
在实际应用中,还需要考虑到一些特殊因素,例如流体的腐蚀性、压力损失、流速限制等。
因此,在实际选型计算中,需要根据具体要求进行修正和调整,以确保选用的换热器满足应用需求。
新型板式换热器的优化选型的开题报告
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新型板式换热器的优化选型的开题报告一、研究背景板式换热器是一种重要的热交换设备,广泛应用于化工、制药、食品、能源等领域。
近年来,随着全球化的推进和国内市场的增长,板式换热器需求呈现快速上升的趋势。
与此同时,新型板式换热器的技术不断更新,各种优化设计不断涌现,给用户带来更高效的换热体验和更好的产品性能。
为了满足市场需求和发展趋势,本研究将针对新型板式换热器的优化选型进行探讨,通过比较和分析不同型号的板式换热器,找出最适合用户需求的选择。
二、研究目的1.了解板式换热器的结构和工作原理,掌握其技术特点和应用领域。
2.介绍现有各类板式换热器的选型方式,并深入分析其优缺点。
3.通过实验和数据分析,比较不同型号的板式换热器在不同工况下的换热效率和性能。
4.探究如何在不同的工业应用需求下选择合适的板式换热器型号。
三、研究内容1.板式换热器的结构和工作原理及应用领域。
2.现有板式换热器的选型方式和优缺点。
3.基于实验和数据分析,比较和评估不同型号板式换热器的性能和效率。
4.总结不同工业应用下合适的板式换热器的选型方式。
四、研究方法1.文献调研:阅读相关文献,了解板式换热器的结构和工作原理、选型原则和应用领域等方面的内容。
2.实验研究:通过实验测试,收集不同型号板式换热器的性能和效率数据,进一步分析其优缺点和适用性。
3.数据分析:对实验数据进行统计和分析,归纳不同型号板式换热器的优劣,找出最适合用户需要的型号。
4.案例分析:结合典型应用案例,分析如何根据用户需求和特定工况选择合适的板式换热器。
五、预期结果1.深入了解板式换热器的结构和工作原理、选型原则和应用领域等方面的内容。
2.比较和评价不同型号板式换热器的性能和效率,找出最适合用户的选择。
3.总结不同工业应用下合适的板式换热器的选型方式,提供参考依据。
4.为用户提供更高效、更优质的板式换热器选择服务。
六、研究意义1.对于用户:为用户提供更合适、更优质的板式换热器选择服务,提高工艺制造效率和产品质量。
板式换热器的选型及应用
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板式换热器的选型及应用板式换热器是一种常用的热交换设备,主要用于加热、冷却和蒸发等工艺过程中的热传递。
板式换热器具有结构简单、重量轻、能效高等特点,具有广泛的应用领域,如化工、石油、制药、食品等行业,同时也被广泛应用于暖通空调系统中。
在选型板式换热器时需要考虑以下几个因素:1.换热器的传热性能换热器的传热性能是指在实际工作条件下,换热器给定的体积内所能传递的热量。
通常采用传热系数和热阻等参数来进行评价,换热系数越高,热阻越小,则换热器的传热性能越好。
2.换热器的适用工艺条件适用工艺条件是指在给定的流量、温度、压力等条件下,换热器能够稳定工作。
不同类型的板式换热器适用的工艺条件也有所不同,需要根据具体的工艺条件选择合适的换热器。
3.换热器的材质换热器的材质会直接影响其耐腐蚀性能、耐高温性能等,不同的工艺需要不同的材质,例如一些特殊的化工工艺需要使用耐腐蚀性能较强的材料,而食品行业则需要使用符合卫生要求的材料。
4.装置空间和安装要求换热器的装置空间和安装要求会影响其使用效果和维护难度。
在选型时需要考虑到实际的装置空间和安装要求,确保换热器可以完全符合使用要求。
1.保证流体的流量均匀为了保证换热器的传热效果,需要保证流体的流量比较均匀,避免出现其中一段过大或过小的情况,从而影响换热器的热传递效率。
2.注意冷凝水的排放在一些低温冷却过程中,冷凝水容易产生。
如果冷凝水在换热器中滞留,不仅会影响传热效果,还会对换热器内部产生腐蚀和堵塞等问题。
因此需要特别注意对冷凝水的处理。
3.定期维护和清洗定期维护和清洗是保证换热器长期稳定运行的关键,需要定期检查换热器的流量、压力和温度等参数,及时清洗换热器内部的杂质和污垢,避免堵塞或腐蚀。
4.选择合适的使用方式不同的工艺需要选择不同的使用方式,如流量、温度等参数的控制方式,需要根据具体的工艺条件进行合理的选择,从而达到最好的热传递效果。
综上所述,板式换热器在工业和民用领域都有广泛应用,选型和应用时需要根据具体要求进行选择和使用,避免出现一些不必要的问题,保证换热器的传热效率和使用寿命。
板式换热器选型计算
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板式换热器选型计算1.确定换热量首先需要确定板式换热器的换热量,也就是两种介质之间需要传递的热量。
根据实际工程需求和介质的热物性参数,计算出换热量的大小。
换热量的计算公式如下:Q = m * cp * ΔT其中,Q为换热量,m为流体的质量流量,cp为流体的平均比热容,ΔT为介质的温度差。
2.确定换热面积换热面积是决定换热器性能的重要参数之一、根据换热量和换热系数的关系,可以求得所需的换热面积。
换热面积的计算公式如下:A=Q/U其中,A为换热面积,U为换热系数。
3.确定换热器尺寸根据换热器的设计要求和性能参数,可以确定换热器的尺寸。
主要包括板片的长度和宽度,以及换热器的厚度。
根据实际工程需求和制造工艺的限制,确定合适的尺寸。
4.确定板片数量根据换热面积和单片换热面积,可以确定所需的板片数量。
根据实际工程需求和制造工艺的限制,确定合适的板片数量,通常采用偶数个板片。
5.确定流体通道确定流体通道是板式换热器选型计算的重要步骤。
根据介质的性质和换热条件,选择适合的流体通道方式,例如并流式、逆流式或交叉流式。
6.确定板片间距板片间距是决定流体通道宽度的参数,对换热器的性能具有很大的影响。
根据实际工程需求和制造工艺的限制,确定合适的板片间距。
7.确定流体速度流体速度是板式换热器选型计算中的关键参数之一、根据换热器设计要求和流体性质,确定合适的流体速度,通常根据实际工程经验进行估算。
8.确定板片材料根据介质的性质和工艺要求,选择合适的板片材料。
常见的板片材料有不锈钢、钛合金、镍合金等,需要根据介质的腐蚀性和温度要求进行选择。
以上是板式换热器选型计算的主要内容和方法。
在实际工程中,需要根据具体的需求和工艺要求,进行详细的计算和分析,以确定最适合的板式换热器规格和参数。
同时,还需要考虑工艺的可行性和经济性,选择合适的设备。
板式换热器选型设计的基本原则
![板式换热器选型设计的基本原则](https://img.taocdn.com/s3/m/c5b89a3726284b73f242336c1eb91a37f111328d.png)
板式换热器选型设计的基本原则目录1.板式换热器选型三大原则 (1)2.板式换热器选用主要考虑参数 (2)3.板型选择 (2)4.流程和流道的选择 (3)5.板间流速的选取 (3)6.流向的选取 (3)7.压降校核 (4)8.其它注意事项 (4)1.板式换热器选型三大原则板式换热器选型需要遵循3个原则:板型、流程和流道和压降校核。
这三个方面也是板式换热器选型最重要的部分。
第一大原则:看板型1.板型或波纹式应根据换热场合的实际需要确定。
2.对于流量大、允许压降小的情况,应选用阻力小的板型,否则,应选用阻力大的板式。
3.根据流体压力和温度,确定是选择可拆卸式换热器还是钎焊式换热器。
4.在确定板型时,不宜选择单板面积过小的板,以避免板数过多、板间流量小、传热系数低。
对于较大的换热器,这个问题更应引起重视。
第二大原则:看流程和流道流程是指板式换热器中一种介质在同一流动方向上的一组并联的流道。
流道是指板式换热器中由相邻两块板组成的介质流道。
一般是将几个流道并联或串联,形成冷热介质通道的不同组合。
应根据传热和流体阻力计算确定流程组合形式,并满足工艺条件要求。
尽量使冷、热水通道中的对流换热系数相等或接近,以获得最佳的换热效果。
第三大原则:看压降校核在板式换热器的设计选型中,一般对压降有一定的要求,因此应进行校核。
如果校验压降超过允许压降,则需要重新计算设计和选型,直至满足工艺要求。
2.板式换热器选用主要考虑参数1.冷侧介质、热侧介质热交换介质和介质的物理参数与板式换热器板和垫片材料的选择以及板波纹形状有很大关系热交换介质的物理参数包括粘度、密度、比热、导热系数等2,冷侧进出口温度,热侧进出口温度3,冷侧介质和热侧介质所需压力损失用于选择有压降损失要求的板式换热器,设计和选择时应检查压力损失,如果压降超过允许范围,应重新选择、计算和审查热交换器,直到满足工艺要求4.流量或热交换面积5.工作条件和应用领域6.产品应用区域如果板式换热器用于供暖行业,还可以提供换热区域和应用区域。
板式换热器性能参数及选型手册
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板式换热器性能参数及选型手册
覆盖换热器:
换热器性能参数及选型
一、换热器的性能参数
1、膨胀性能
换热器具有良好的膨胀性能,膨胀及收缩系数较大,容易扩大换热器
的换热面积,以有效地提高换热效率。
2、换热系数
换热器具有良好的换热系数,能有效提高热交换的效率,以节省能源。
3、耐腐蚀性
换热器的表面具有良好的耐腐蚀性,可以有效防止腐蚀对换热器造成
的损坏。
4、密封性
换热器具有良好的密封性,能够有效地防止介质漏出,延长换热器的
使用寿命。
5、易维修性
换热器具有良好的易维修性,可以快速维修和清洗,以避免占用大量
的维修时间。
二、换热器的选型
1、传热系数
传热系数是换热器的重要指标,一般选择换热器的时候需要确定传热系数,以有效地提高换热效率。
2、换热器的参数及尺寸
一般选择换热器的时候需要确定换热器的参数和尺寸,以获得最佳运行效果。
3、结构类型
在选择换热器的时候,也需要考虑换热器的结构类型。
一般来说,换热器的结构类型可以分为盘式换热器、链式换热器、槽式换热器等几种。
需根据实际工况情况进行选择。
板式换热器选型要点
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板式换热器选型要点1、选择型号规格板式换热器型号规格很多种多样,必须依据具体工作状况和运用来决策。
在为客户给予传热解决方法的情况下,需要开展行业交流,例如总流量大压降小的状况,能够选择摩擦阻力较小的板式换热器型号规格,相反也是。
尤其是在选择不锈钢板材式全焊式板式换热器时,必须细心测量温度等主要参数,尽可能适合的型号规格达到长期性平稳的使用。
2.过流道和步骤的选择板式换热器机器设备内的一种物质同一流动性方位的一组串联流道,相仿的板片构成了物质的商品流通安全通道,板换大厂会应用特殊的加工工艺和安装,将不一样的过流道产生不一样的组成,来满足不一样的要求。
能够依据主要参数开展测算选择步骤组成方式,在确保制冷、传热等加工工艺能够做到的状况下,尽可能让各物质过流道内的传热指数贴近,而做到不错的热传导实际效果。
3.压降的选择压降对板式换热器拥有最直接的影响,因此会设定单独的规定。
在板式换热器型号选择时,会考虑到热传导和气体压力,在确保达到加工工艺与安全性规定的前提条件下给予型号选择计划方案和商品。
4、板式换热器选择的普遍方式1)板式换热器的采用必须留意的主要参数有:热交换器材料、压力、设计方案溫度等。
2)采用热交换器时,应尽可能使传热指数小的一侧获得大的流动速度,而且尽可能使两液体传热面两边的传热指数相同或相仿,提升导热系数。
3)带有细沙脏污的液体进到热交换器,必须先历经过虑和沉积。
4)采用板式换热器时,温度差较小侧液体的连接处流动速度不适合过大,应留意能达到气体压力的规定。
5)针对总流量大容许气体压力小的状况应取用摩擦阻力小的板形,相反,采用摩擦阻力大的板形。
6)依据液体工作压力和溫度状况采用脱卸式式或全焊式满足需求。
7)不适合采用双板总面积过小的板片,以防板片总数太多,板间流动速度偏小,减少导热系数。
板式换热器的选型及应用
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板式换热器的选型及应用板式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、冶金、食品等工业领域。
它通过板与板之间的换热传导,将热量从一种介质传递给另一种介质,实现热量的传递和节能效果。
本文将从板式换热器的选型和应用两个方面进行详细介绍。
一、板式换热器的选型1. 确定换热需求:在选型之前,首先要确定换热器的换热需求,包括需要传热的介质、流量、温度、压力等参数。
通过对这些参数的分析,可以确定板式换热器需要具备的换热面积、板间距、板材质量等参数。
2. 选择合适的板式换热器类型:根据换热需求和工艺要求选择不同类型的板式换热器,例如传统的平板式换热器、波纹式换热器、焊接板式换热器等。
不同类型的板式换热器适用于不同的工艺条件和介质特性,需要结合实际情况进行选择。
3. 确定板式换热器的材质:板式换热器的主要材质有不锈钢、碳钢、钛合金等,根据介质的化学性质和温度压力要求选择合适的材质。
一般情况下,不锈钢板式换热器适用于腐蚀性介质的换热,碳钢板式换热器适用于一般介质的换热,钛合金板式换热器适用于高温高压和腐蚀介质的换热。
4. 确定板式换热器的换热面积:换热器的换热面积是根据介质的热量传递需求来确定的,根据介质的流量、温度差等参数计算出所需的换热面积,并选择合适的板式换热器规格。
5. 确定板式换热器的流体分布方式:板式换热器的流体分布方式有多种,包括并流式、逆流式、交叉流式等。
根据介质的物性和传热效果选择合适的流体分布方式,确保换热效果最大化。
6. 考虑维护和清洗便捷性:在选型时还需要考虑板式换热器的维护和清洗便捷性,选择具有方便的维护通道和清洗设施的换热器,可以减少设备运行中的维护成本和维护时间,提高设备的使用寿命。
1. 化工行业:板式换热器在化工行业中被广泛应用,用于各种化工生产过程中的热能传递和控制,如蒸发器、冷凝器、加热器等设备中。
2. 石油行业:石油行业是板式换热器的另一个主要应用领域,用于炼油生产过程中的蒸馏、净化、加热等环节,实现油品的生产和处理。
板式换热器的选型及应用
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板式换热器的选型及应用随着工业和民用领域的发展,板式换热器由于其高效、节能、占用空间小等优点被广泛应用于化工、食品、制药、能源、环保等领域。
选择合适的板式换热器对其使用的效果及其使用寿命有着直接的影响,因此在进行板式换热器选型时需要考虑多方面的因素。
1.换热条件换热条件包括温度、压力、流量、介质性质等因素。
温度和压力决定了板式换热器的材质选择,选择适合实际温度和压力条件的板式换热器可以确保其在使用过程中的安全可靠性。
流量和介质性质则决定了板式换热器的换热面积、板片材质、板片间距等。
2.换热面积换热面积是板式换热器的重要参数之一,具有直接影响其传热效率。
换热面积的大小与换热量直接相关,因此需要根据实际需要进行选择。
实际应用中,若流量大,热量交换大则需选择大换热面积的板式换热器。
3.板片材质在选择板式换热器时,需要根据介质性质、工作条件以及预算等因素选择合适的板片材质。
常见的板片材质有不锈钢、红铜、钛、镍、Hastelloy、钢等。
不同的板片材质具有不同的耐腐蚀性、耐热性能以及强度等特点,在换热过程中需要考虑其所处的介质以及介质温度、压力等因素来选择适合的板式换热器材质。
4.板片间距板片间距是影响传热效率的重要参数,一般来说板片间距越小,则传热效率越高,但是随着板片间距的缩小,换热面积减小,导致压降增大,需根据实际需要进行选择。
在实际应用中,需要根据工艺要求、介质特性、温度压力等多个因素进行综合考虑。
为了确保选用的板式换热器能够有效地发挥作用,应该尽可能选用专业的技术与工程人员指导,以确保选型的正确性和效果。
选择合适的板式换热器可以有效地提高换热效率和节约能源,对于实现企业低碳、节能的目标也具有重要的意义。
板式换热器选型考虑因素
![板式换热器选型考虑因素](https://img.taocdn.com/s3/m/46b68fca760bf78a6529647d27284b73f2423695.png)
板式换热器选型考虑因素板式换热器假如要做到更快的传热实际效果,在型号选择时必须依据设施种类、使用的面积、应用工作状况等要素综合性来明确。
一、板式换热器选型标准:1、步骤的明确:两边液体的总流量大概一致时,应尽可能按等程布局;当两边液体的总流量差别很大时,则总流量小的一侧按多步骤布局或选用不定横截面管道的板式换热器。
2、板式换热器双板总面积的挑选:双板总面积过小、则板片数量多,占地大,摩擦阻力降降低;相反,双板总面积过大,则板片数量少,占地小,摩擦阻力降增大,可是无法确保合理的板间流动速度。
3、板间流动速度的选择:液体在板间的流动速度,危害传热特性和气体压力。
流动速度高,传热指数高,摩擦阻力降也增大;相反,则反过来。
一般取板间流动速度为0.2-0.8m/s,板式换热器且尽可能使二种液体板间速率一致。
流动速度低于0.2m/s时,液体达不上揣流情况,且会产生很大的盲区区;流动速度过过高造成摩擦阻力降猛增,汽体板间流动速度一般不超10m/s。
4、流入的选择:单相电传热时,倒流具备很大的大概温度差,一般在板式换热器的制定时要尽量把液体布局为倒流。
两边液体为等步骤时,为倒流;当两边液态氮化炉液体为不一步骤时,顺水与倒流更替发生,均值温度差要低于纯倒流时。
此外在选用时还需要符合要求:有效地达到所要求的技术标准;构造靠谱;有利于生产制造、安裝、实际操作和检修。
二、板式换热器工作中原理:板式换热器是用薄金属片抑制成具备一定波浪纹样式的传热板片,随后叠装,用直发夹板、地脚螺栓拧紧而成的一种热交换器。
各种各样板片两者之间产生薄矩形框安全通道,根据半片开展热能互换。
工作中液体在二块板片间建立的狭小而坎坷的渠道中穿过。
热冷液体按顺序根据流道,正中间有一隔多层板片将液体分离,并利用此板片开展传热。
三、板式换热器构造:板式换热器关键由结构和板片两绝大多数构成。
板片由多种材质的制作的金属薄板用多种不一样方式的模具碾成形状各异的波浪纹,并在板片的四个上面开了角孔,用以物质的过流道。
板式换热器板型、流程及流道的选择
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一、板式换热器优化设计方向近年来,板式换热器技术日益成熟,其传热效率高,体积小,重量轻,污垢系数低,拆卸方便,板片品种多,适用范围广,在供热行业得到了广泛应用。
板式换热器按组装方式分为可拆式、焊接式、钎焊式、板壳式等。
由于可拆式板式换热器便于拆卸清洗,增减换热器面积灵活,在供热工程中使用较多。
可拆式板式换热器受橡胶密封垫耐热温度的限制,适用于水一水传热。
本文对提高可拆式板式换热器效能的优化设计进行研究。
提高板式换热器的效能是一个综合经济效益问题,应通过技术经济比较后确定。
提高换热器的传热效率和降低换热器的阻力应同时考虑,而且应合理选用板片材质和橡胶密封垫材质及安装方法,保证设备安全运行,延长设备使用寿命。
二、板式换热器优化设计方法2.1提高传热效率板式换热器是问壁传热式换热器,冷热流体通过换热器板片传热,流体与板片直接接触,传热方式为热传导和对流传热。
提高板式换热器传热效率的关键是提高传热系数和对数平均温差。
①提高换热器传热系数只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数,减小污垢层热阻,选用热导率高的板片,减小板片的厚度,才能有效提高换热器的传热系数。
a.提高板片的表面传热系数由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流(雷诺数一150时),因此能获得较高的表面传热系数,表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。
板片的波形包括人字形、平直形、球形等。
经过多年的研究和实验发现,波纹断面形状为三角形(正弦形表面传热系数最大,压力降较小,受压时应力分布均匀,但加工困难)的人字形板片具有较高的表面传热系数,且波纹的夹角越大,板间流道内介质流速越高,表面传热系数越大。
b.减小污垢层热阻减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。
板片结垢厚度为1mm时,传热系数降低约10%。
因此,必须注意监测换热器冷热两侧的水质,防止板片结垢,并防止水中杂物附着在板片上。
有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀,在供热介质中添加药剂,因此必须注意水质和黏*剂引起杂物沾污换热器板片。
板式换热器的选型及应用
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板式换热器的选型及应用板式换热器是一种高效节能的换热设备,广泛用于化工、石油、电力、钢铁、食品、制药等行业的生产过程中。
它具有结构简单、安装方便、运行稳定等特点,被广泛应用于各种工业生产中。
本文将对板式换热器的选型及应用进行详细介绍。
一、板式换热器的选型1. 流体性质选择板式换热器时,首先需要考虑待处理流体的性质,包括流体的粘度、比热、密度等参数。
根据这些参数来选择不同材质的板式换热器,以确保其能够正常运行并且达到预期的换热效果。
2. 温度和压力待处理流体的温度和压力也是选择板式换热器的重要考虑因素。
不同类型的板式换热器适用于不同的温度和压力范围,因此需要根据实际情况来选择合适的板式换热器。
3. 换热面积换热面积是影响板式换热器换热效果的重要参数。
在选型时需要考虑待处理流体的流量、温差以及换热要求,从而确定合适的换热面积。
4. 清洗和维护清洗和维护对于板式换热器的运行和寿命都至关重要。
因此在选型时需要考虑板式换热器的清洗和维护情况,选择易于清洗和维护的设备。
5. 应用场景不同的工业生产过程对板式换热器的要求也不同,因此在选型时需要考虑实际的应用场景,确保选择的板式换热器能够适应实际的生产需求。
1. 化工行业在化工行业,板式换热器被广泛应用于各种生产过程中,如蒸发、结晶、干燥、洗涤等环节。
其结构紧凑、换热效率高的特点使其成为化工行业不可或缺的换热设备。
2. 石油行业在石油行业,板式换热器通常用于原油加热、石蜡生产、炼油等工艺中。
其高效换热的特点能够帮助石油行业提高生产效率和降低能耗。
3. 电力行业在电力行业,板式换热器通常用于锅炉的余热回收、燃气循环等环节。
通过板式换热器的应用,能够有效利用余热资源,提高发电效率。
4. 食品行业在食品行业,板式换热器通常用于高温短时间灭菌、蒸煮等工艺中。
其快速、高效的换热特点使其在食品行业得到广泛应用。
板式换热器性能参数及选型手册
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板式换热器性能参数及选型手册一、板式换热器的性能参数板式换热器是一种常用的工业设备,主要用于将不同温度的流体进行热量传递。
以下是板式换热器常见的性能参数:1.热传导系数热传导系数是指单位时间内单位面积内的热量传递量和温度差之比。
在板式换热器中,热传导系数的大小决定了热量传递的速度和效率。
2.有效传热面积有效传热面积是指板式换热器中实际进行热量传递的面积。
在选择板式换热器时,需要考虑系统中需要传递的热量和换热器的大小,以确保有足够的传热面积。
3.换热器压降换热器压降是指流体在通过换热器时所产生的压力降低。
在选择板式换热器时,需要考虑系统的工作压力和流量,以确保换热器的压降符合要求。
4.换热器热效率换热器热效率是指热量传递的效率,通常用传热效率或平均传热系数来衡量。
在选择板式换热器时,需要根据系统中需要传递的热量和流体特性来确定换热器的热效率。
5.材料选择板式换热器通常采用不锈钢、钛合金、铜、铝等材料制成。
在选择板式换热器时,需要考虑流体的特性、温度和压力等因素,以确保所选材料能够满足系统的要求。
二、板式换热器的选型手册为了能够选购到合适的板式换热器,需要编写一份详细的选型手册。
该手册应包括以下内容:1.系统参数列出所需传递的热量、流量、温度和压力等参数,以便于选择合适的板式换热器。
2.流体特性对待处理流体的性质进行详细的描述,例如:密度、粘度、比热、热导率等。
3.换热器性能参数详细描述所需的热传导系数、有效传热面积、热效率和材料选择等参数。
4.板式换热器类型选择根据系统参数和流体特性,选取适合的板式换热器类型,如单面板式、双面板式和多面板式等。
5.板式换热器尺寸选择根据系统参数和流体特性,选取合适的板式换热器尺寸,并进行压降计算以确保满足系统要求。
6.板式换热器的保养和维修对选好的板式换热器进行保养和维修,以确保其正常工作,并确保系统的稳定运行。
7.板式换热器的安全标准介绍有关板式换热器的安全标准和注意事项,以确保使用安全可靠。
板换选型设计原则及方法
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选型设计原则及方法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,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「C)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?(一般取0.7~0.9),因此,实际使用时,上式为:Q=? • K • F •△ t(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补充一点,供各位讨论:(1 )单板面积的选择一般板式换热器选择首先是按流速确定角孔直径,角孔处流速一般控制在6m/s,当板片角孔确定后,板片的系列就能确定了。
板式换热器的选型及应用
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板式换热器的选型及应用板式换热器是一种利用板块间的热交换来实现热能传递的设备,它通常用于工业生产中的热能转换和储存,如化工、石油、食品、医药等行业。
本文将介绍板式换热器的选型及应用。
一、板式换热器的选型1. 流体特性在选择板式换热器时,首先需要考虑流体的特性,包括流体的性质、温度、压力、流速等。
不同的流体特性会影响板式换热器的设计参数,如板片间距、板片材质等。
2. 热负荷热负荷是指单位时间内需要传递的热量,它直接影响板式换热器的尺寸和热交换面积。
在选型时,需要根据实际的热负荷来确定板式换热器的尺寸和型号。
3. 温度差温度差是指流体进出口的温度差异,它会影响板式换热器的传热效率。
在选型时,需要考虑流体的温度差,以确定板式换热器的传热面积和设计压力。
4. 材料板式换热器的板片材料通常有不锈钢、钛合金、镍基合金等,根据不同的工作环境和流体特性选择合适的材料是十分重要的。
5. 环境因素环境因素包括工作环境温度、压力等,这些因素会影响板式换热器的选型和性能。
6. 经济性在选型过程中,需考虑到设备的运行成本和维护成本,对于大型设备尤为重要。
二、板式换热器的应用1. 化工行业在化工生产中,板式换热器通常用于高温高压条件下的热能转换和传递,如蒸汽冷凝、冷却水循环等。
2. 石油行业石油行业中,板式换热器广泛应用于油气的冷却、加热和分馏过程中,例如裂解炉的冷却系统、炼油装置的加热系统,以及储运过程中的热交换设备等。
3. 食品行业在食品生产中,板式换热器通常用于食品加热、冷却和杀菌等工艺,如果汁的加热、牛奶的冷却等。
4. 医药行业医药行业中,板式换热器广泛应用于制药工艺中的热能转换和传递,如药液的加热、冷却和蒸发等过程。
5. 其他行业除了以上行业外,板式换热器还被广泛应用于电力、制冷、空调、建筑、船舶等领域。
三、板式换热器的优势1. 传热效率高由于板式换热器具有大换热面积和较小的流体混合度,其传热效率远高于传统的管式换热器。
板式换热器选型计算的方法与公式
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板式换热器选型计算的方法及公式(1)求热负荷QQ=G.ρ.CP.Δt(2)求冷热流体进出口温度t2=t1+ Q /G .ρ .CP(3)冷热流体流量G= Q / ρ .CP .(t2-t1(4)求平均温度差ΔtmΔtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2(5)选择板型若所有的板型选择完,则进行结果分析。
(6)由K值范围,计算板片数范围Nmin,NmaxNmin = Q / Kmax .Δtm .F P .βNmax = Q / Kmin .Δtm .F P .β(7)取板片数N(Nmin≤N≤Nmax )若N已达Nmax,做(5)。
(8)取N的流程组合形式,若组合形式取完则做(7)。
(9)求Re,NuRe = W .de / νNu =a1.Re a2.Pr a3(10)求a ,K传热面积Fa = Nu .λ/ deK =1 / 1/a h+1/a c+γc+γc+δ/λ0F = Q /K .Δtm .β(11)由传热面积F求所需板片数NN NN= F/ Fp + 2(12)若N <NN ,做(8)。
(13)求压降Δp Eu = a 4.Re a5Δp = Eu .ρ.W 2.ф(14) 若Δp >Δ允 ,做(8); 若Δp ≤Δ允 ,记录结果 ,做(8)。
注: 1.(1)、(2)、(3)根据已知条件的情况进行计算。
2.当T 1-t 2=T 2-t 1时采用Δtm = (T 1-t2)+(T2-t1)/23.修正系数β一般~。
板式换热器的优化选型1 平均温差△tm从公式Q=K△tmA,△tm=1/A∫A(t1-t2)dA中可知,平均温差△tm是传热的驱动力,对于各种流动形式,如能求出平均温差,即板面两侧流体间温差对面积的平均值,就能计算出换热器的传热量。
平均温差是一个较为直观的概念,也是评价板式换热器性能的一项重要指标。
板式换热器选型设计原则及方法
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板式换热器选型设计原则及方法1.根据换热介质的性质选择换热器材料:在选型设计板式换热器时,首要考虑的是所使用的换热介质的性质,例如温度、压力、腐蚀性等。
根据介质的特性选择合适的板式换热器材料,如不锈钢、钛合金等。
2.根据传热要求选择换热器类型:根据工艺流程中所要求的传热量、温差和压降等参数,选择合适的板式换热器类型,如单板式换热器、双板式换热器等。
3.根据换热面积计算板式换热器尺寸:根据所需的换热面积计算板式换热器的尺寸。
通常需要考虑的参数包括流体的流量、流速、温度差,以及换热器的热传导系数等。
4.考虑板式换热器的堵塞和清洗:在选型设计时需要考虑板式换热器的结构特点,以保证换热面板之间的通道不会堵塞,并且方便清洗。
5.综合考虑换热器的经济性和可靠性:在进行板式换热器选型设计时,需要综合考虑其经济性和可靠性。
经济性包括设备造价、运行费用等方面,可靠性包括换热器运行的稳定性、故障率等。
在进行具体的板式换热器选型设计时,可以采取以下方法:1.查询和参考相关文献、规范和标准,了解板式换热器的基本原理、性能及应用范围。
2.根据换热介质的特性和要求,筛选出适合的板式换热器材料。
3.根据工艺设计的流体参数(流量、温度、压力等)和换热要求,计算所需的换热面积,并选择合适的板式换热器类型。
4.结合工艺流程和装置结构,考虑板式换热器的堵塞和清洗问题。
5.通过技术对比和经济评价,选择经济性和可靠性较好的板式换热器。
6.进行设计和绘制板式换热器结构图、传热计算图、流体流动图等。
7.进行换热器的性能计算,验证选型结果是否符合要求。
8.评估和改进设计方案,考虑可能出现的问题和风险,并做出相应的优化调整。
在板式换热器选型设计过程中,还应考虑安装、维护和运行等方面的问题,以确保选型设计的换热器能够正常运行,并满足工艺生产的需求。
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板式换热器的优化选型1 平均温差△tm从公式Q=K△tmA,△tm=1/A∫A(t1-t2)dA中可知,平均温差△tm是传热的驱动力,对于各种流动形式,如能求出平均温差,即板面两侧流体间温差对面积的平均值,就能计算出换热器的传热量。
平均温差是一个较为直观的概念,也是评价板式换热器性能的一项重要指标。
1.1 对数平均温差的计算当换热器传热量为dQ,温度上升为dt时,则C=dQ/dt,将C定义为热容量,它表示单位时间通过单位面积交换的热量,即dQ=K(th-tc)dA=K△tdA,两种流体产生的温度变化分别为 dth=-dQ/Ch,dtc=-dQ/Cc,d△t=d(th -tc)=dQ(1/Cc-1/Ch),则dA=[1/k(1/Cc-1/Ch)]· (d△t/△t),当从A=0积分至A=A0时,A0=[1/k(1/Cc-1/Ch)]·㏑[(tho-tci)/(thi-tco)],由于两种流体间交换的热量相等,即Q=Ch(thi-tho)=Cc (tco-tci),经简化后可知,Q=KA0{[(tho-tci)-(thi-tco)]/㏑ [(tho -tci)/(thi-tco)]},若△t1=thi-tco,△t2=tho-tci,则Q=KA0[(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2)]=KA0△tm,式中的△tm=(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2)。
顺流△tm=[(thi-tci)-(tho-tco)] /㏑[(thi-tci)/(tho -tci)]逆流△tm=[(thi-tco)-(tho-tci)] /㏑[(thi-tco)/(tho -tci)]对于各种流动型式,在相同的进口、出口温度条件下,逆流的平均温差最大。
当板式换热器入口和出口两流体的温差△t1和△t2之间的差不大时,可采用算术平均温差(△t1+△t2)/2,一般△t1/△t2小于1.5时,可采用,若△t/△t2为3时,则误差约为10%。
1.2 传热单元数法在传热单元数法中引入一个无量纲参数NTU,称为传热单元数,它表示板式换热器的总热导(即换热器传热热阻的倒数)与流体热容量的比值 NTU=KA/MC,它表示相对于流体热容流量,该换热器传热能力的大小,即换热器的无量纲“传热能力”。
对于板式换热器来说,KA/MC=△t/△tm,式中△t/△tm称为温差比,上式中的右边的工艺过程用NTUp表示,左边的换热设备的条件用NTUE 表示。
NTUp是流体温度的变化与平均温差的比值,表示的是用1℃△tm的变化引起几度流体温度变化的值,当△tm大时,NTUp则小;当△tm小时,它有变大的倾向。
相反,在NTUp变大的过程中,△tm的温度变化较大,NTUp较小时,其△tm的温度变化较小(见表1)。
板式换热器的优化设计计算,就是在已知温差比NTUE的条件下,合理地确定其型号、流程和传热面积,使NTUp等于NTUE。
1.3 换热过程和NTU与供热空调相关的换热过程如下如示:⑴ 用蒸汽加热水⑵ 水—水换热a. 蒸汽133→133℃ c. 一次水65→60℃水5→65℃(生活热水)二次水45←40℃(采暖)b. 蒸汽133→133℃ d. 一次水14→9℃水55→65℃(采暖)二次水13←7℃(制冷)e. 一次水29→24℃二次水26←21℃(制冷机的冷却)以上5例工艺过程的NTUp(见表2)1.4 板式换热器和NTUENTUE表示板式换热器的能力,换热器的面积是具有一定传热长度的单位传热体的组合,总传热长度是单位长度和流程数的乘积。
当NTUE是总数时,若每1流程数为NTUe时,则NTUE=n·NTUe(其中n是流程数)。
当NTUe=NTUE=NTUp时,换热器为单程。
若NTUe﹤NTUp时,则换热器应为多流程,故设计时应先预定n。
由于每种板片单程的NTUe值基本上是定值,如适合表2中e的流量为25m3/h的单程板式换热器的NTUe为17㎡。
从NTUe=A·K/MC可知,当NTUe为定值时,A·K成反比,仍以e为例,当K=500kcal/㎡·h·℃时,A=1.67×25000/500=83.5㎡,流程数n=83.5/17≈5。
当K=2500kcal/㎡·h·℃时,A=16.7㎡,流程数n=1。
每一流程的NTUe 如下所示:K=500,NTUe=NTUE/n=0.33,K=2500时,NTUe=1.67。
由此可知,根据NTUe即可求出换热器的流程数,传热系数和传热面积。
从以上分析可知,若板式换热器设计不合理,可能使换热面积过大,也可能使板间流速太高,阻力过大。
1.5 板式换热器制造技术的进步,板片种类的增加,提高了板式换热器对各种工艺过程的适应性。
(1)大NTU(∽8),小△tm(∽1~2)的板式换热器满足了区域供冷和热泵机组蒸发器、冷凝器的要求。
从以上分析可知,△tm是换热的驱动力,若△tm小,即意味着驱动力小,要实现两种流体之间的换热,必须增大传热系数,增大传热面积,为了使传热面积不至过大,唯一的方法是增大传热系数K。
1.浅密波纹板片是北京市京海换热设备制造有限责任公司开发的新型板片,它的传热系数约为7000W/㎡·K,是水平平直波纹板的2倍,是人字形波纹板的1.5倍,在区域供冷中应用时,检测的△tm约为1.2。
在作为冰蓄冷的乙二醇和冷冻水的换热器使用中,△tm约为1.5。
2.板式蒸发器、板式冷凝器也是北京市京海换热设备制造有限责任公司开发的适应于热泵机组的新型换热器。
与管壳式蒸发器、冷凝器相比,它具有如下优点:单位体积内板式蒸发器、板式冷凝器的传热面积约是管壳式换热器的3倍;板式蒸发器的传热系数约为1000~1200 W/㎡·K,板式冷凝器的传热系数约为1500~2000 W/㎡·K均为管壳式换热器的2~3倍;在板式蒸发器上采用了使制冷剂液体分布均匀的分配器装置,当蒸发器板片数较多时,可能会出现制冷剂液体分配不均的问题,不能充分利用所有蒸发传热面积,使蒸发温度低于设计计算温度。
采用分配器后即能克服上述问题。
有关单位检测数据说明,板式蒸发器、板式冷凝器的传热系数在△tm约为2.5~3℃时,在1500~2000 W/㎡·K之间,且阻力小,满足了热泵机组的要求。
(2)小NTU(∽0.3~2),大△tm(∽40~90℃)的板式换热器满足了热回收工艺和工艺加热、冷却的要求。
当工艺过程在大△tm的条件下进行换热时,说明驱动力大,所需的传热面积较小,对传热系数要求也不高,但,这种工艺过程或者工作压力高,或者工作温度高,或者工艺加热、冷却过程的液体中含有纤维或直径较大的颗粒,对板式换热器的承压、耐温能力提出了要求,对换热器的板间距提出了要求。
1.排(烟)气—水板壳式换热器(省能器),排(烟)气—空气板壳式换热器(空气预热器)是北京市京海换热设备制造有限责任公司和兰石化共同开发出来的新型板式换热器,全焊接板式换热器中介质的换热是通过板管束来实现的,组成板管束的板片由专用模具压制成型,全焊接式板束装在压力壳内。
波纹板片具有静搅拌作用,能在很低的雷诺数下形成湍流,且污垢系数低,传热系数是管壳式换热器的2~3倍。
为了适应换热量大,流体压降小的要求,板间距大,当量直径约为28 ㎜。
为了满足工艺的要求板束工作压力(反压)P≤4.5Mpa,板束工作压力(正压)同壳体工作压力,不受限制;工作温度t≤550℃。
乌鲁木齐石化分公司40万吨/年连续重整采用了进料(冷介质)和出料(热介质)的板壳式换热器,进料流量50t/h,进、出口温渡88℃,470℃。
出料流量50t/h,进、出口温度100℃,500℃,对数平均温差约38℃,总传热系数约为380kcal/㎡·h·℃,热负荷达23×106kcal/h,进料压降20Kpa,出料压降50Kpa。
2.多效蒸发板式加热器(换热器),这种换热器既是工艺加热装置,又是重要的热回收装置。
以前由于板式换热器的流道小(板间距1.5~5.0㎜),不适宜于气—气换热和蒸气冷凝;且易堵塞,故不宜用于含悬浮物的流体。
为了尽量地发挥板式换热器的长处,克服存在问题,适应工艺的要求,北京市京海换热设备制造有限责任公司开发出了新型的多效蒸发板式换热器,这种板式换热器属宽流道型,其板间距为8.0㎜,适合于蒸气冷凝,适合于含悬浮物的流体,且不易堵塞,最大处理量达1200m3/h。
2 传热系数和阻力2.1 板式换热器的传热系数和阻力换热器中常使用换热器的“传热面积”和“传热系数”述语,这是一种习惯的有特定含义的名称。
因为换热器间壁两侧的表面积可能不同,所谓“换热器的传热面积”实际上是指约定的某一侧的表面积,习惯上一般把换热系数较小的一侧的流体所接触的壁面表面积称为该换热器的传热面积,相对于该传热面积,单位时间、单位面积、在单位温差下所传递的热流量,称为该换热器的传热面积,因此传热系数也是相对于约定的某一侧的表面积而言的。
在换热器结构和估算中使用“传热面积”和“传热系数”是方便的。
而在换算器传热分析中,则用传热热阻1/(KA)。
板式换热器的热阻计算式如下:1/KA=1/AW(1/〆1+γF1+δ/λ+γF2+1/〆2)式中,K—传热系数,W/㎡·℃;A—表面积,㎡;AW—平壁面积,㎡;δ—板片厚度,m;γF—污垢系数,㎡·℃/W。
下标:1—与流体1接触侧;2—与流体2接触侧。
2.1.1 换热系数①对于紊流状态,不同形状板片的换热规律,一般可归纳为如下形式,Nu=CRenPrm(µ/µw)p式中,Nu及Re中的特征尺寸用当量直径d,d=4Wb/(2W+2b)W—板片宽度,m;b—板片间距,m。
c、n、m、p值的大致范围如下:c=0.15~0.40,n=0.65~0.85m=0.30~0.45(通常用1/3),p=0.05~0.20临介雷诺数在10~400左右,取决于板片形状。
②对于层流状态,板片的换热规律可归纳为:Nu=C(RePrd/L)n(µ/µw)p式中,c、n、p值的范围一般为c=1.86~4.50,n=0.25~0.33,p=0.1~0.2(通常为0.14)L—板片长度,m。
由于板片形状复杂,必须根据试验测定所得的换热规律,作为该板片换热器传热计算的依据。
2.1.2 阻力板式换热器总的流体阻力可用下式表示:△p=f·(L/d)(ρυ2/2)·n (Pa)式中,υ—流道中速度,m/s;n—流程数;f—板片通道摩擦阻力系数。
对于不同形状的板片,其通道的摩擦阻力系数相差很大,必须以试验数据作为阻力计算的依据。