板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道,通過板片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它具有換熱、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、應用廣泛、使用壽命長等特點。
在相同壓力損失情況下,其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍,占地面積為管式換熱器的三分之一,熱回收率可高達90%以上。
板式換熱器的型式主要有框架式(可拆卸式)和釬焊式兩大類,板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。
可拆卸板式換熱器是由許多沖壓有波紋薄板按一定間隔,四周通過墊片密封,并用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成,板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管,同時又合理地將冷熱流體分開,使其分別在每塊板片兩側的流道中流動,通過板片進行熱交換。 [3]
板式換熱器的優(yōu)化設計計算,就是在已知溫差比NTUE的條件下,合理地確定其型號、流程和傳熱面積,使NTUp等于NTUE。
使用壽命長:板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制,可耐各種腐蝕介質,膠墊可隨意更換,并可方便在、拆裝檢修。
5、適應性強:板式換熱器板片為立元件,可按要求隨意增減流程,形式多樣;可適用于各種不同的、工藝的要求。
6、不串液,板式換熱器密封槽設置泄液液道,各種介質不會串通,即使出現(xiàn)泄露,介質總是向外排出。
流速的選取
流體在板間的流速,影響換熱性能和流體的壓力降,流速高雖然換熱系數(shù)高,但是流體的阻力降也增大;反之的情況則相反。一般板間平均流速為0.2~0.8m/s(主流線上的流速要比平均值高4~5倍)。流速低于0.2m/s時流體就達不到湍流狀態(tài)且會形成較大的死角區(qū),流速過高則會導致阻力降劇增。具體設計時,可以先確定一個流速,計算其阻力降是否在給定的范圍內;也可按給定的壓力降求出流速的初選值。
流程的選取
對于一般對稱型流道的板式換熱器,兩流體的體積流量大致相當時,應盡可能按等程布置;如果兩側流量相差懸殊時,則流量小的一側可采取多流程布置。相變板式換熱器的相變一側一般均為單程。多程換熱器,除非特殊的需要,一般對同體在各程中應采取相同的流道數(shù)。
在給定的總允許壓降下,多程布置使每一程對應的允許壓降變小,迫使流速降低,對換熱不利。此外,不等程的多程布置是平均傳熱溫差減小的重要原因之一,應盡可能避免。
(近年來國產的板式換熱器出現(xiàn)了非對稱通道的板式換熱器,國外則采取“熱混合”的板片組合方式,即允許熱量—流量—壓降三者之間的不匹配的問題,同時節(jié)省換熱面積)