板式换热器
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10
11
12
三、传热片结构
13
14
单 侧 直 流 板
15
对 角 斜 流 板
16
角孔部位密封圈的结构
17
四、板式换热器的流程组合与表达方法
1、板式换热器的流程 （a）并联流程 11块板、5流道、单程
（b）串联流程 11块板、单流道、5程
18
（c）混联流程 21块板、5流道、2程
19
2、板式换热器流程组合
杀菌段
流
冷水冷却段 预热段
体
出
保
温
盐 水
冷 水
流 体 进
热 水 进
tc’ =74 ℃
t5=12℃
t4=? t B”=?
t3
tC”=? t2=?
t3=72 ℃
t6=4℃
tp’ =-5 ℃
tB’ =8℃ tp”=?
t1=10℃
29
解：1.确定计算必须的起始于终了温度
（1）流体经预热后的温度t2 t2=+（t3-t1）ε=10+（72-10） × 0.8=59.6 ℃
5.4℃
t2
2
32
（3）冷水段平均温差
22.4
12
11.3
8
11.1
4
（4）盐水段平均温差
12
4
-0.4
-5
12.4
9
tm冷水
t1 t2 ln t1
11 4 ln 11
7℃
t2
4
tm盐水
12.4 9 2
10.7℃
33
3.热负荷计算
（1）Q预=GC(t2-t1）=466500千卡/时
（2）Q杀=GC(t3-t2）=116600千卡/时
（2）菌后流体经热回收后的温度t4
GC （t3-t4 ）= GC （t2-t1 ） t4 = t3 +t1 –t2 =72+10-59.6=22.4 ℃
（3）热水出口温度tc”
GC （t3-t2）= ncGC水 （tc’- tc” ）
tc"
tc'
C C水nc
(t3
t2)
74 0.94（72 59.6） 1 4
（9)流体的板间流速u=0.25m/s
（10)传热版上流体流动宽度b=0.27m; 两传热板间的间隙h=0.0028m
（11）各段总换热系数
K预=1315kcal/m2.h.℃ K杀=16700kcal/m2.h.℃
K冷水=1140kcal/m2.h.℃ K盐水=960kcal/m2.h.℃
29
盐水冷却段
(t5
t6 )
5 0.94（12 4） 0.8 2
0.4℃ 31
2.确定平均温差
（1）预热段平均温差
72
59.6
12.4
22.4 10 12.4
tm预热
12.4
12.4 2
12.4℃
（2）杀菌段平均温差
74
71.1
72
59.6
2
11.5
tm杀菌
t1 t2 ln t1
11.5 2 ln 11.5
71.1℃
30
（4）冷水出口温度tB”
GC （t4-t5）= nBGC水 （ tB” - tB’ ）
tB"
tB'
C C水nB
(t4
t5)
8 0.94（22.5 12） 1 3
11.3℃
（5）盐水出口温度tp”
GC （t5-t6）= npGCp （ tp” - tp’ ）
t p"
tp'
C C p np
（3）Q冷水=GC(t4-t5）=97800千卡/时
（4）Q盐水=GC(t5-t6）=75200千卡/时
4.流道数计算
G
10000
a
1000
14.7
3600ubh 3600 0.25 0.27 0.0028
取 a=15 34
5.传热面积计算
A Q Ktm
A Q 466500 28.6m2 预热 K tm 131512.4
A Q 116600 13.75m2 杀菌 K tm 1670 5.4
A Q 97800 12.2m2 冷水 K tm 1140 7
A Q 75200 7.32m2 盐水 K tm 960 10.7
20
3、流程组合表达式
n1 a1 n2 a2 m1 b1 m2 b2
式中：n1、 n2——热流体的程数 m1、 m2 ——冷流体的程数 a1、 a2 ——热流体每程的流道数 b1、 b2 ——冷流体每程的流道数
原则上分子为热流体，分母未冷流体 21
五、板式换热器规格型号表达方法
B
板 式 换 热 器
波 纹 代 号
代
号
组合形式
总换热面积m2
设计压力Pa×105
设计温度 0C
单片公称换热面积m2 X——斜波纹
R——人字波纹
P——平直波纹
J——锯齿形波纹
22
பைடு நூலகம்
例：下式为一板式换热器的型号，
试问其反映了哪些技术参数？
BR0.1 8 3 3 5
120
35
23
六、板式换热器在工业生产中的应用
24
板式杀菌机流程
（3）杀菌温度：t3=72℃
（4）热回收系数：ε=0.8 （热回收系数为预热段热流体的热回收率)
ε t2 t1 t3 t1
t2= t1 + ε(t3- t1 ）
（5）冷却水进口温度:tB’= 8℃，冷却水倍数:nB=3， （6）热水起始温度:tc’= 74℃，热水倍数:nc=4
（7)盐水起始温度:tp’=-5℃,盐水的平均比热Cp=0.8，盐水倍数:np =2 （8)流体的平均比热C=0.94 kcal/kg. ℃，流体的平均比重:γ=1t/m3
4、确定换热片的数目Z
ZA f
式中：f——单片换热片的换热面积 5、确定换热程数n
n Z 2a
27
例题：板式加热交换器用于某流体杀菌。热交换器由四段组成，两个加热段，用 于流体的预热及杀菌；两个冷却段，分别用冷水及冰水将流体冷却。
已知：（1）生产能力：10000kg/h
（最2终）冷流却体温起度始:t6温=度4℃：t1=10℃，流体经冷水冷却段后的出口温度:t5=12℃；流体
25
七、板式换热器的工艺计算
1、热负荷计算
Q=GC（t1-t2）
2、流道数a的计算
设流体在板间的流速为u
则：
G
a
3600ubh
G——生产能力（kg/h） γ——比重（kg/m3）
u——流体在板间的流速（m/s）
b——换热面宽度（m）
h——换热片两板间距（m）
26
3、确定换热面积A
A Q Ktm
1、板式换热器的组成
冷热 流体 进出 管
支 架
密封圈
中间接管 压 板
换热片
4
5
6
7
2、板式换热器工作原理
8
9
二、板式换热器的特点
1、传热效率高，∵K 2、结构紧凑，占地面积小，但传热面积大 3、适应性强，当需改变工艺条件即生产能力 时，只需增建板片数即可 4、适宜处理热敏性物料 5、便于清洗，拆卸方便 6、卫生安全。 7、热利用率高，可同时进行加热与冷却。 8、连续生产，劳动强度低 9、密封圈宜脱落、产生泄漏。
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三、传热片结构
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14
单 侧 直 流 板
15
对 角 斜 流 板
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角孔部位密封圈的结构
17
四、板式换热器的流程组合与表达方法
1、板式换热器的流程 （a）并联流程 11块板、5流道、单程
（b）串联流程 11块板、单流道、5程
18
（c）混联流程 21块板、5流道、2程
19
2、板式换热器流程组合
杀菌段
流
冷水冷却段 预热段
体
出
保
温
盐 水
冷 水
流 体 进
热 水 进
tc’ =74 ℃
t5=12℃
t4=? t B”=?
t3
tC”=? t2=?
t3=72 ℃
t6=4℃
tp’ =-5 ℃
tB’ =8℃ tp”=?
t1=10℃
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解：1.确定计算必须的起始于终了温度
（1）流体经预热后的温度t2 t2=+（t3-t1）ε=10+（72-10） × 0.8=59.6 ℃
5.4℃
t2
2
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（3）冷水段平均温差
22.4
12
11.3
8
11.1
4
（4）盐水段平均温差
12
4
-0.4
-5
12.4
9
tm冷水
t1 t2 ln t1
11 4 ln 11
7℃
t2
4
tm盐水
12.4 9 2
10.7℃
33
3.热负荷计算
（1）Q预=GC(t2-t1）=466500千卡/时
（2）Q杀=GC(t3-t2）=116600千卡/时
（2）菌后流体经热回收后的温度t4
GC （t3-t4 ）= GC （t2-t1 ） t4 = t3 +t1 –t2 =72+10-59.6=22.4 ℃
（3）热水出口温度tc”
GC （t3-t2）= ncGC水 （tc’- tc” ）
tc"
tc'
C C水nc
(t3
t2)
74 0.94（72 59.6） 1 4
（9)流体的板间流速u=0.25m/s
（10)传热版上流体流动宽度b=0.27m; 两传热板间的间隙h=0.0028m
（11）各段总换热系数
K预=1315kcal/m2.h.℃ K杀=16700kcal/m2.h.℃
K冷水=1140kcal/m2.h.℃ K盐水=960kcal/m2.h.℃
29
盐水冷却段
(t5
t6 )
5 0.94（12 4） 0.8 2
0.4℃ 31
2.确定平均温差
（1）预热段平均温差
72
59.6
12.4
22.4 10 12.4
tm预热
12.4
12.4 2
12.4℃
（2）杀菌段平均温差
74
71.1
72
59.6
2
11.5
tm杀菌
t1 t2 ln t1
11.5 2 ln 11.5
71.1℃
30
（4）冷水出口温度tB”
GC （t4-t5）= nBGC水 （ tB” - tB’ ）
tB"
tB'
C C水nB
(t4
t5)
8 0.94（22.5 12） 1 3
11.3℃
（5）盐水出口温度tp”
GC （t5-t6）= npGCp （ tp” - tp’ ）
t p"
tp'
C C p np
（3）Q冷水=GC(t4-t5）=97800千卡/时
（4）Q盐水=GC(t5-t6）=75200千卡/时
4.流道数计算
G
10000
a
1000
14.7
3600ubh 3600 0.25 0.27 0.0028
取 a=15 34
5.传热面积计算
A Q Ktm
A Q 466500 28.6m2 预热 K tm 131512.4
A Q 116600 13.75m2 杀菌 K tm 1670 5.4
A Q 97800 12.2m2 冷水 K tm 1140 7
A Q 75200 7.32m2 盐水 K tm 960 10.7
20
3、流程组合表达式
n1 a1 n2 a2 m1 b1 m2 b2
式中：n1、 n2——热流体的程数 m1、 m2 ——冷流体的程数 a1、 a2 ——热流体每程的流道数 b1、 b2 ——冷流体每程的流道数
原则上分子为热流体，分母未冷流体 21
五、板式换热器规格型号表达方法
B
板 式 换 热 器
波 纹 代 号
代
号
组合形式
总换热面积m2
设计压力Pa×105
设计温度 0C
单片公称换热面积m2 X——斜波纹
R——人字波纹
P——平直波纹
J——锯齿形波纹
22
பைடு நூலகம்
例：下式为一板式换热器的型号，
试问其反映了哪些技术参数？
BR0.1 8 3 3 5
120
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23
六、板式换热器在工业生产中的应用
24
板式杀菌机流程
（3）杀菌温度：t3=72℃
（4）热回收系数：ε=0.8 （热回收系数为预热段热流体的热回收率)
ε t2 t1 t3 t1
t2= t1 + ε(t3- t1 ）
（5）冷却水进口温度:tB’= 8℃，冷却水倍数:nB=3， （6）热水起始温度:tc’= 74℃，热水倍数:nc=4
（7)盐水起始温度:tp’=-5℃,盐水的平均比热Cp=0.8，盐水倍数:np =2 （8)流体的平均比热C=0.94 kcal/kg. ℃，流体的平均比重:γ=1t/m3
4、确定换热片的数目Z
ZA f
式中：f——单片换热片的换热面积 5、确定换热程数n
n Z 2a
27
例题：板式加热交换器用于某流体杀菌。热交换器由四段组成，两个加热段，用 于流体的预热及杀菌；两个冷却段，分别用冷水及冰水将流体冷却。
已知：（1）生产能力：10000kg/h
（最2终）冷流却体温起度始:t6温=度4℃：t1=10℃，流体经冷水冷却段后的出口温度:t5=12℃；流体
25
七、板式换热器的工艺计算
1、热负荷计算
Q=GC（t1-t2）
2、流道数a的计算
设流体在板间的流速为u
则：
G
a
3600ubh
G——生产能力（kg/h） γ——比重（kg/m3）
u——流体在板间的流速（m/s）
b——换热面宽度（m）
h——换热片两板间距（m）
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3、确定换热面积A
A Q Ktm
1、板式换热器的组成
冷热 流体 进出 管
支 架
密封圈
中间接管 压 板
换热片
4
5
6
7
2、板式换热器工作原理
8
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二、板式换热器的特点
1、传热效率高，∵K 2、结构紧凑，占地面积小，但传热面积大 3、适应性强，当需改变工艺条件即生产能力 时，只需增建板片数即可 4、适宜处理热敏性物料 5、便于清洗，拆卸方便 6、卫生安全。 7、热利用率高，可同时进行加热与冷却。 8、连续生产，劳动强度低 9、密封圈宜脱落、产生泄漏。