板换换热器及换热原理 ppt课件

2020/10/28
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工作原理
通常使用的多管道的管式热交换是基于传统的列管 式热交换器的原理，其产品流过一组平行的通道，提 供的介质围绕在管子的周围，通过管子和壳体上的螺 旋波纹，产生紊流，实现有效的传热。
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补充说明
同一段内可能使用不同规格/模式的管式热交换器 规格：包括外部套管的管径-内部列管的管径-内部列管
整体结构及图
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工作示意图
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补充
焊接式的板式换热器
多用于水汽换热，具有很高的集成度 高换热系数，体积小，薄型材料 不用密封圈，铜\镍或钎焊接不锈钢成紧凑直角型的包
状 易于安装，高换热效率，低成本 抗腐蚀性强，抗震，耐高温，高压
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设计原理
由于保持管里流速分布不均匀，某些牛乳粒子的流速 要比平均值大。为了确保流速最快的粒子也能充分地 巴氏杀菌，必须采用一效率系数来校正。这个系数取 决于保持管的设计，通常取0.8～0.9 之间。
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换热器面积的计算
热交换器必需的尺寸和结构取决于很多因素，要计 算是非常复杂的，当今通常借助于计算机进行计算。 有几种因素一定要加以考虑： 产品流量 液体的物理性质
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特别介绍
影响总传热系数K的要素: 液体允许的压力降 液体的粘度 间壁的形状和厚度 间壁的材料 污垢物质的存在
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整体结构
板式换热器： 板片设计成传热效果最好的瓦楞型，板组牢固地压紧
在框中，瓦楞板上的支撑点保持各板分开，以便在板 片之间形成细小的通道。
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液体通过板片一角的孔进出 通道。改变孔的开闭，可使液 体从—通道按规定的线路进入 另一通道。板周边和孔周边的 垫圈形成了通道的边界，以防 向外渗漏与内部液流混合。
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精品资料Biblioteka Baidu
基础概念
层流：当流体以较小的流速流经管道时，流体成平稳状态 通过全管，流体的质点作平行运动，与旁侧的流体并无宏观 的混合，此流动形态称之为层流。 湍流：当流体以较高流速流经管道时，流体成波动状态，并 形成旋涡向四周散开，与旁侧的流体相混合，此种流动形态 称之为湍流。
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单项分析
温度差异是传热推动力，温差越大，传热越多，所需的热 交换器越小；然而，对于敏感性产品，可利用的温差是有 限的。温差随着液体流经热交换器而不断变化，所以，温 差用一个平均值，LTMD进行计算。决定平均温差大小的一 个重要因素是介质在热交换器中的流动方向。它主要有两 种形式：逆流或并流
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思考
湍流会使流体内部的混合与振荡增强，使流体以对流方 式传热，因而随着湍动程度的增强传热的效果会更好， 而层流使流体主要以传导的方式进行传热。显而易见湍 流状态下的传热效果要比层流状态下的传热效果好。
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常用类型：
板式换热器（PHE） 管式换热器（THE）
热交换器及换热原理
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如何进行热交换
热交换系统通常是以热传导和对流两种方式进行热交换的。 热传导是热量传递的一种常见的方式，其过程中流体各部位 之间不发生相对的位移；对流是流体各部分质点发生相对位 移而引起的热量传递过程。对流分为强制对流与自然对流， 强制对流是使用机械能（如搅拌）使流体发生对流而传热， 比如我们为了冷却一杯咖啡会不停的搅拌它；自然对流是因 流体受热而有密度的局部变化，导致发生对流而传热。
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标识介绍
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整体结构
管式换热器：
管式热交换器，不同于板式热交换器，它在产品通 道上没有接触点，这样它就可以处理含有一定颗粒的 产品,颗粒的最大直径取决于管子的直径.
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整体结构
在UHT处理中，管式热交换器要比板式热交换 器运行的时间长。从热传递的观点看，管式热 交换器比板式热交换器的传热效率低
值告诉我们将某种物质温度升高1℃，需提供多少热 量。
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单项分析
产品的进口温度和出口温度取决于前段加工情况和后续 加工的要求：Δ t1= Δ to1- Δ ti1
所用介质的进口温度取决于加工条件，介质的出口温度 可以用能量平衡公式计算得出：V1 × P1 x Cp1 ×△ t1 = V2 × P2 x Cp2 ×△ t2
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热交换器中逆流传热的温度分配 热交换器中并流传热的温度分配
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公式解释
p = 产品的密度 Cp = 产品的比热 △ t = 产品的温度变化 △ tm = 对数平均温差(LMTD) K = 总传热系数
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单项分析
流量V，是由乳品厂的设计能力决定的。 产品密度p 由产品决定。比热cp也由产品决定，比热
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续
温度程序 允许的压力降 热交换器的设计 清洁度的要求 要求运行的时间
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计算热交换器面积的一般公式:
要求的传热面积为:
V × P x Cp ×△ t △ tm × K
V = 产品的流量
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续
K值的确定（经验）：黏度＞６００Ｃp时， ８５０左右（大间隙）；平均黏度乳液，２５ ００-３０００之间选择
图示
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总结
板式热交换器是一种新型、高效的节能热交换设备， 它具有换热效率高，结构紧凑，重量轻，适应性强， 热损失少，可拆卸，可清洗，装拆和维修方便等特点， 主要应用于液液、液汽热交换，特别适用于各种工艺 过程中的加热、冷却、热回收、冷凝及食品消毒等方 面.
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的数量-总长度 模式：常见的有A B C D四种模式，主要由外部套管上
介质进出口的位置决定
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图示
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持热管简介
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必要性及设计原理
正确的热处理要求牛乳在杀菌温度下保持一定的时间，这 可以通过外设保持管来实现。
若已知流量和保持管的内管径，就可以计算出符合保持时 间的合适的管长。