板式換熱器的選型和設計注意事項
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1、板式換熱的選型和設計原則
在選型設計板式換熱器時,要考慮其板間流速、管間流速、傳熱系、設計壓力、設計溫度、介質特性和經濟性等因素。
(1)單板面積的選擇
單板面積過小、則板片數目多,占地面積大,阻力降減少;反之,單板面積過大,則板片數目少,占地面積小,阻力降增大,但是難以保證適當的板間流速。因此,一般單板面積可按角孔流速為6m/s左右考慮。
(2)板間流速的選取
流體在板間的流速,影響換熱性能和壓力降。流速高,換熱系數高,阻力降也增大;反之,則相反。一般取板間流速為0.2-0.8m/s,板式換熱器且盡量使兩種流體板間速度一致。流速小于0.2m/s時,流體達不到湍流狀態,且會形成較大的死角區;流速過高會導致阻力降劇增,氣體板間流速一般不大于10m/s。
(3)流程的確定
兩側流體的流量大致一致時,應盡量按等程布置;當兩側流體的流量相差較大時,則流量小的一側按多流程布置或采用不等截面通道的板式換熱器。另外,當某一介質的溫升或溫降幅度較大時,采用多流程。有相變發生的一側一般均為單流程,且接口方式為上進下出。在多程換熱器中,一般對同一流體在各流程中應采用的流道數。換熱器壓降修正系數,單流程時取1.2~1.4,2~3流程取1.8~2.0,4~5流道取2.6~2.8。
(4)流向的選取
單相換熱時,逆流具有最大的平均溫差,一般在板式換熱器的設計中要盡可能把流體布置為逆流。兩側流體為等流程時,為逆流;當兩側液體氮化爐流體為不等流程時,順流與逆流交替出現,平均溫差要小于純逆流時。
2、板式換熱器的選型計算方法:
(1)換熱器選型計算公式:Q=K·F·△tm
式中:
Q——熱流量(W)
△ tm——對數平均溫差(℃)
F——傳熱面積(m2)
板式換熱器在實際運行中,由于污垢、水流不均等情況影響,需在上式中引入修正系數?(一般取0.7~0.9),因此,實際使用時,上式為:
Q=?·K·F·△tm
(2)估算法
可按下面估算:
當板間流速為0.3~0.7m/s時
水(汽)——水 K=3000~7000;
水(汽)——油 K=400~1000
油——油 K=175~400