
提高板間流道內(nèi)介質(zhì)的平均流速,可提高傳熱系數(shù),減小換熱器面積。但提高流速,將加大換熱器的阻力,提高循環(huán)泵的耗電量和設(shè)備造價,通過提高流速獲得稍高的傳熱系數(shù)不經(jīng)濟。當(dāng)冷熱介質(zhì)流量比較大時,可采用以下方法降低換熱器的阻力,并保證有較高的傳熱系數(shù)。
(1)采用熱混合板
熱混合板的板片兩面波紋幾何結(jié)構(gòu)相同,板片按人字形波紋的夾角分為硬板和軟板,夾角大于90°(一般120°左右)為硬板,夾角小于90°(一般79°左右)為軟板。熱混合板硬板的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)高,流體阻力大,軟板則相反。硬板和軟板進行組合,可組成高、中、低三種特性的流道,滿足不同工況的要求。
冷熱介質(zhì)流量比較大時,采用熱混合板比采用對稱型單流程的換熱器可減少板片面積。熱混合板冷熱兩側(cè)的角孔直徑通常相等,冷熱介質(zhì)流量比過大時,冷介質(zhì)一側(cè)的壓力損失很大。另外,熱混合板設(shè)計技術(shù)難以實現(xiàn)精確匹配,往往導(dǎo)致節(jié)省板片面積有限。因此,冷熱介質(zhì)流量比過大時不宜采用熱混合板。
(2)采用非對稱型板式換熱器
對稱型板式換熱器有板片兩面波紋幾何結(jié)構(gòu)相同的板片組成,形成冷熱流道流通截面積相等的板式換熱器。非對稱型板式換熱器根據(jù)冷熱流體的傳熱特性和壓力降要求,改變板片兩面波形幾個結(jié)構(gòu),形成冷熱流道截面積不等的板式換熱器,寬流道一側(cè)的角直徑較大。非對稱型板式換熱器的傳熱系數(shù)下降微小,且壓力降大幅減小。冷熱介質(zhì)流量比較大時,采用非對稱型單流程比采用對稱型單流程的換熱器可減少板片面積15%?30%。
(3)采用多流程組合
當(dāng)冷熱介質(zhì)流量較大時,可以采用多流程組合布置,小流量一側(cè)采用較多的流程,以提高流速,獲得較高的傳熱系數(shù)。大流量一側(cè)采用較小的流程,以降低換熱器阻力。多流程組合出現(xiàn)混合流型,平均傳熱溫差稍低。采用多流程組合的板式換熱器的固定端板和活動端板均有接管,檢修時工作量大。
(4)設(shè)換熱器旁通管
當(dāng)冷熱介質(zhì)流量比較大時,可在大流量一側(cè)換熱器出口之間設(shè)旁通管,減少進入換熱器流程,降低阻力。為便于調(diào)節(jié),在旁通管上應(yīng)安裝調(diào)節(jié)閥。該方式應(yīng)采用逆流布置,使冷介質(zhì)出換熱器的溫度較高,保證換熱器出口合流后的冷介質(zhì)溫度能達(dá)到設(shè)計要求。設(shè)換熱器旁通管可保證換熱器有較高的傳熱系數(shù),降低換熱器阻力,但調(diào)節(jié)略繁。
(5)板式換熱器形式的選擇
換熱器板間流道內(nèi)介質(zhì)平均流速以0.3?0.6m/s為宜,阻力以不大于100kPa為宜。根據(jù)不同冷熱介質(zhì)流量比,可參照選用不同形式的板式換熱器,表中非對稱型板式換熱器流道截面積比為2。采用對稱型或非對稱型、單流程或多流程板式換熱器,均可設(shè)置換熱器旁通管,但應(yīng)經(jīng)詳細(xì)的熱力計算。
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