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§4-2板式換熱器設(shè)計指導(dǎo)書
[目的]:(寫法和之前面的格式不連貫?。?/p>
通過本課程設(shè)計,深化《換熱器原理》課程中關(guān)于板式換熱器部分的知識,掌握板式換熱器設(shè)計的原理、方法和步驟,并能據(jù)項目任務(wù)選采用和設(shè)計適當?shù)脑O(shè)備。
[要求]:
匯總設(shè)計數(shù)據(jù)、分析設(shè)計任務(wù)據(jù)工藝衡算和工藝物料的要求、特性,獲得物料流量、溫度、壓力和化學性質(zhì)、物性參數(shù),取得相關(guān)設(shè)備的負荷、流程中的地位與流程中其他設(shè)備的關(guān)系等數(shù)據(jù)。
設(shè)計換熱流程在換熱設(shè)計時,應(yīng)將換熱的工藝流程仔細探討,以利于充分利采用熱量,充分利采用熱源。
選擇換熱器的材質(zhì)據(jù)介質(zhì)的腐蝕性能和其他相關(guān)性能,按照照操作壓力,溫度,材料規(guī)格和制造價格,綜合選擇。
選擇換熱器類型據(jù)熱負荷和選采用的換熱器材料,選定某一種系列換熱器。
確定換熱器中冷熱流體的流向據(jù)熱載體的性質(zhì),換熱任務(wù)和換熱器的結(jié)構(gòu),決定采采用并流,逆流或錯流折流等。
決定總傳熱面積,驗算換熱器的壓力降。
繪制板式換熱器設(shè)備外型(或安裝)圖、板片圖和流程圖。
一、板式換熱器簡介
板式換熱器設(shè)備是換熱、換冷領(lǐng)域中*新型的設(shè)備之一,具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積較小、傳熱效率高、操作維修方便等優(yōu)點,并具有處理微小溫差的水平。在化工、石油、電力、造紙、冶金、采暖、空調(diào)、食品等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)采用,已成功地取代了體積龐大、熱效率較低的其它類換熱器(如列管式、容積式、螺旋板式等換熱器),是加熱、冷卻、熱回收、快速殺菌等采用途的*佳選擇。 板式換熱器是以波紋為傳熱面的新型、高效換熱器,它具有如下特點:
a、板式換熱器的傳熱系數(shù)高。板片波紋的設(shè)計以高度的薄膜導(dǎo)熱系數(shù)為目標,板片波紋所形成的特殊流道,使流體在極低的流速下即可發(fā)生強烈的湍流,湍流又有自凈效應(yīng)以防止污垢生成因而傳熱效率很高。一般可達4000—7000w/rn2·℃(介質(zhì)同為水一水)。與同樣流速下的管殼式換熱器相比,此值約為管殼式換熱器傳熱系數(shù)的3-5倍。
b、使采用安全可靠 在板片之間的密封裝置上設(shè)計了2道密封,同時又設(shè)有信號孔,一旦發(fā)生泄漏,可將其排出熱換器外部, 即防止了二種介質(zhì)相混,又起到了安全報警的作采用。
c、占地小,易維護 。板式換熱器的結(jié)構(gòu)極為緊湊,在傳熱量相等的條件下,所占空間僅為管殼式換熱器的1/2~1/3。并且不象管殼式那樣需預(yù)留出很大得空間采用來拉出管束檢修。而板式換熱器只需松開夾緊螺桿,即可在原空間范圍內(nèi)100%地接觸倒換熱板的表面,且拆裝很方便。
d、隨機應(yīng)變。由于換熱板容易拆卸,通過調(diào)節(jié)換熱板的數(shù)目或者變更流程就可得到*合適的傳熱效果和容量。只要利采用換熱器中間架,換熱板部件就可有多種獨特的機能。這樣就為采用戶提供了隨時可變更處理量和改變傳熱系數(shù)K值或者增加新機能的可能。
e、有利于低溫熱源的利采用。由于兩種介質(zhì)幾乎是全逆流流動,以以及高的傳熱效果,板式換熱器兩種介質(zhì)的*小溫差可達到1℃,采用它來回收低溫余熱或利采用
f、阻力損失少。因結(jié)構(gòu)緊湊和體積小,換熱器的外表面積也很小,因而熱損失也很小,通常設(shè)備不再需保溫。
g、冷卻水量小板式換熱器由于其流道的幾何形狀所致,以以及二種液體都又很高的熱效率,故可使冷卻水采用量大為降低。反過來又降低了管道,閥門和泵的安裝費采用。
h、在投資效率低。相同傳熱量的之前提下,板式換熱器與管殼式換熱器相比較,由于換熱面積,占地面積,流體阻力,冷卻水采用量等項目數(shù)值的減少,使得設(shè)備投資、基建投資、動力消耗等費采用大大降低,特殊是當需采采用昂貴的材料時,由于效率高和板材薄,設(shè)備更顯經(jīng)濟。
據(jù)板片之間的連接方式,板式換熱器可分為:可拆式(或帶密封墊片的)板式換熱器和焊接板式換熱器。之前者全部板片之間由密封墊片連接,成為可拆開的板束,例如,常規(guī)的板式換熱器和雙壁板式換熱器;后者,全部板片均無(或僅板片的角孔有)密封墊片,而是焊接成為全部(或一部分)不可拆開的板束。例如,半焊接板式換熱器、全焊接板式換熱器、板殼式換熱器和釬焊板式換熱器。按照照冷、熱流體的流道特性(或板片結(jié)構(gòu)),板式換熱器可分為:對稱(型)板式換熱器和非對稱(型)板式換熱器。之前者,冷、熱流體的流道由同一種板片組成,即常規(guī)的板式換熱器;后者,冷、熱流體的流道由一種板片(其兩側(cè)的波紋結(jié)構(gòu)不同)或兩種板片組成,故具有不同的特性。例如,非對稱波紋(板片同一側(cè)上,波紋夾角不等)板式換熱器、不等(流道)截面(積)板式換熱器、寬-窄間隙(流道)板式換熱器、板-管式換熱器。依據(jù)流道的間隙大小可分為:常規(guī)間隙板式換熱器和寬間隙板式換熱器。之前者,板間距(或波紋深度)小于或等于5MM;后者,板間距(或波紋深度)約為之前者的2~5倍,可達20MM,包括由“搓衣板型”、“ 流型”和有凸筋的板片組成的板式換熱器—通常稱為“寬間隙板式換熱器”等。
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