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板式换热器原理及设计

作者:马德宝真空设备集团发布时间:2024-09-09

板式换热器和列管式换热器一样同属于间壁式换热器范畴。它是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。

板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。

板式换热器的型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类,板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。

板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。

板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹,并在板片的四个角上开有角孔,用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。


框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。


板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间,然后用夹紧螺栓夹紧而成。


换热板片:换热板片表面压制成为波纹型或槽型,以增加板的刚度,增大流体的湍流程度,提高传热效率。其材质一般为不锈钢、铜、铝、铝合金、钛、镍等。板角处的角孔起着连接通道的作用。


垫片:板的周边放置垫片,不仅起到密封作用,也使板与板之间形成一定间隙,从而构成流体通道。


上、下导杆:可以保证板片定位,通过端板将板片压紧。

运行原理

板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器,构造包括垫片、压紧板(活动端板、固定端板)和框架(上、下导杆,前支柱)组成,板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷/热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换,以达到用户所需温度。


每块板片四角都有开孔,组装成板束后形成流体的分配管和汇集管,冷/热介质热量交换后,从各自的汇集管回流后循环利用。


换热原理:间壁式传热。


单流程结构:只有2块板片不传热-头尾板。

双流程结构:每一个流程有3块板片不传热。

优点:

1、结构紧凑,单位体积换热面积大。

2、适应性强,可通过增减板片满足所需的换热面积。

3、热量损失小。

4、由于板隙(2-8mm)较小,物料可以快速薄层通过,能够精确控制换热温度。


缺点:

1、由于结构形式的限制,须采用橡胶密封垫,密封周边长,不易密封。

2、承压能力低(不高于2Mpa),使用温度(不高于180℃)受到垫片耐温性能的限制。

3、流道小,易堵塞。

4、流体阻力大,处理量一般较小。


板式换热器的相关参数:

板间距:相邻两板片间的平均距离b。


工作压力:板式换热器在正常压力工作情况下,任何一侧可能出现的最高压力。


设计压力:在相应的设计温度下,用以保证板式换热器正常工作的压力,该压力值不得低于工作压力。


设计温度:板式换热器在正常工作情况和相应的设计压力下,设计的元件温度,其值不得低于元件表面在工作状态下可能达到最高温度;对于0℃以下工作的板式换热器,其设计温度不得高于元件表面可能达到的最高温度。在任何情况下,元件表面的温度不得超过元件材料的允许使用温度。图样和铭牌上标注的设计温度为垫片的设计温度。

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