哪些方法可以提高板式换热机组的传热?
更新时间:22/11/29 15:02:11
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板式换热机组是一种常用的热交换设备,在很多行业都有所应用,该设备传热效率的高低是非常重要的,那么都有哪些方法可以提高它的传热呢?下面就为大家分享一下吧。
1、进出口管位置的确定
对于单流程布置的换热机组,为检修方便,流体进出口管应尽可能布置在固定端板一侧。介质的温差越大,流体的自然对流就越强,形成的滞留带的影响就越明显,因此介质进出口位置应按热流体上进下出,冷流体下进上出来布置,以减小滞留带的影响,提高传热效率。
2、提高传热系数
只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数,减小污垢层热阻,选用热导率高的板片,减小板片的厚度,才能有效提高换热器的传热系数。
(1)选用热导率高的板片。板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。不锈钢的导热性能好,热导率约我14.4W/(m.K),强度高、冲压性能好、不易被氧化,价格也比钛合金和铜合金都低,但其耐氯离子腐蚀的能力较差。
(2)减小板片厚度。板片的设计厚度与其耐腐蚀性无关,与它的承压能力有关。板片越厚,其承压能力越高。采用人字形板片组合时,相邻板片互相倒置,波纹相互接触,形成了密度大、分布均匀的支点。国产换热机组的至大承压能力已达到了2.5MPa,板片厚度对传热系数影响很大,厚度每减小0.1mm,对称型换热机组的总传热系数会增加600W/(m.K)左右,非对称型增加500W/(m.K)左右,在满足承压能力的前提下,应尽量选用较小的板片厚度。
(3)提高板片的表面传热系数。由于板式换热机组的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流(雷诺数一150时),因此能获得较高的表面传热系数,表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。经过多年的研究和实验发现,波纹断面形状为三角形的人字形板片具有较高的表面传热系数,且波纹的夹角越大,板间流道内介质流速越高,表面传热系数越大。
(4)减少污垢层热阻。换热机组板片结垢厚度为1mm时,传热系数降低约10%。因此,须注意监测换热机组冷热两侧的水质,防止板片结垢,并防止水中杂物附着在板片上。有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀,会在供热介质中添加药剂,因此须注意水质和黏剂引起杂物沾污板片。如果水中有黏性杂物,应采用专用过滤器进行处理。
3、提高对数平均温差
板式换热机组的流型有逆流、顺流和混合流型(既有逆流又有顺流)几种。在相同工况下,逆流时的对数平均温差较大,顺流时较小,混合流型则介于二者之问。提高换热机组对数平均温差的方法为尽可能采用逆流或接近逆流的混合流型,尽可能提高热侧流体的温度,降低冷侧流体的温度。