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「板式换热器」传热的主要影响因素

文章来源:普瑞普勒-http://www.puruipule.com 作者:小普 时间:2019-09-28 09:39:00  点击量:

通常,评价换热器性能好坏的因素主要有换热量Q、压力降△P,耐温耐压能力,使用寿命以及无故障运行周期。

板式换热器传热效率.png

 

下面普瑞普勒就对数平均温差压力降以及板片波纹形状三点来谈谈影响板式换热器传热的因素:

(1)对数平均温差△tm对传热的影响

由传热基本方程式Q=K·A·△tm可知,影响换热器换热量的主要因素有传热系数K、换热面积A以及与介质流动状况相关的对数平均温差△tm其中,对数平均温差是评价板式换热器传热性能的一项重要指标。

1) 对数温差的计算:

换热器流体形式.png

式中,△tmax=th1-tc2,△tmin=th2-tc1

式中,th1、th2——热侧进出口温度;

     tc2、tc1——冷侧进出口温度。

根据公式可以看出,提高热流体温度或者降低冷流体的温度,增大两流体的温差,可以增加对数平均温差。

2) 流体流动形式对对数平均温差的影响

板式换热器常见的流体流动形式有逆流、顺流、折流以及混合流等。

 常见流体流动形式.png

在相同的进出口温度条件下,逆流的平均温差较顺流大;折流既有顺流又有逆流,其平均温差介于逆流和顺流之间。

此外,多种流动形式组合对对数温差也有较大影响。因此,尽可能采用纯逆流或接近逆流的组合,提高对数平均温差值。

3) 流体热容量对对数平均温差的影响

流体热容量小,在换热过程中温差变化快,则平均温差小,

相反,若流体热容量大,在换热过程中,温度变化曲线较平整,则平均温差较大。

当流体发生相变,释放或吸收潜热时,则流体热容量为较大,平均温差达到较大值。

(2)板式换热器压力降对传热的影响

板式换热器作为供热、制冷等工艺的主要设备,其压力降是影响传热很重要的一点。

根据经验,在城镇集中供热项目系统中,板式换热器一次网的压力降控制在100kpa左右是比较经济合理的,在该条件下,换热面积既满足工况要求,又节约了资源和投资成本。若压力降较小,控制在30-40kpa左右,则相应的换热面积会增加20%左右,由此造成的项目投资成本升高。

因此,根据不同的应用领域和工况,选择合适的压力降,可以大大提高板式换热器传热效率,减少投资运行成本。

(3)板片波纹形状对传热的影响

板式换热器板片具有规则的不同形状的波纹,常见的有人字形波纹,水平平直波纹、斜波纹、针状波纹等,这些波纹可以加强流体在流道中的扰动,增强传热效果。

以人字型波纹为例,人字型波纹分大角度和小角度,即H板和V板,波纹角度决定了换热的压力损失和传热效率。H板流动阻力大但传热效率高,相反,V板压力损失小而传热效率较低。

因此,在板式换热器进行选型设计时,根据应用特性对板片波纹进行配置,可以选择全H板、全V板或H/V按一定比例进行组合,以获得更大的传热效率,节约更多资源。


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