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板式换热器选型设计原则及方法

2018-09-10 15:22:26点击:

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换角孔流速为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,传热系数高,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,流体达不到湍流状态,且会形式较大的死角区;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相当时,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。在多流程换热器中,一般对同一流体中各流程中应采用相同的流道数。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流程取~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(℃) 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β(一般取0.7~0.9),因此,实际使用中,上式为: Q=β·K·F·△tm
  (2)估算法
  当板间流速为0.3-0.5m/s时 水(汽)-水K=3000-7000; 水(汽)-油K=400-1000; 油-油K=175-400。 3、各种板式换热器的单流截面积,当量直径,努谢尔特(NU)准则方程式和欧拉(EU)准则式及装机面积。
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