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板式换热器传热的主要影响因素

作者:换热芯体网    发布时间:2022-04-08 19:28:37    浏览量:0

通常,评价换热器性能好坏的因素主要有换热量Q、压力降△P,耐温耐压能力,使用寿命以及无故障运行周期。

下面就对数平均温差、压力降以及板片波纹形状三点来谈谈影响板式换热器传热的因素:

(1)对数平均温差△tm对传热的影响

由传热基本方程式Q=K·A·△tm可知,影响换热器换热量的主要因素有传热系数K、换热面积A以及与介质流动状况相关的对数平均温差△tm。其中,对数平均温差是评价板式换热器传热性能的一项重要指标。

1)对数温差的计算:

式中,△tmax=th1-tc2,△tmin=th2-tc1

式中,th1、th2——热侧进出口温度;

tc2、tc1——冷侧进出口温度。

根据公式可以看出,提高热流体温度或者降低冷流体的温度,增大两流体的温差,可以增加对数平均温差。

2)流体流动形式对对数平均温差的影响

板式换热器常见的流体流动形式有逆流、顺流、折流以及混合流等。

在相同的进出口温度条件下,逆流的平均温差较顺流大;折流既有顺流又有逆流,其平均温差介于逆流和顺流之间。

此外,多种流动形式组合对对数温差也有较大影响。因此,尽可能采用纯逆流或接近逆流的组合,提高对数平均温差值。

3)流体热容量对对数平均温差的影响

流体热容量小,在换热过程中温差变化快,则平均温差小,

相反,若流体热容量大,在换热过程中,温度变化曲线较平整,则平均温差较大。

当流体发生相变,释放或吸收潜热时,则流体热容量为较大,平均温差达到较大值。

(2)板式换热器压力降对传热的影响

板式换热器作为供热、制冷等工艺的主要设备,其压力降是影响传热很重要的一点。

根据经验,在城镇集中供热项目系统中,板式换热器一次网的压力降控制在100kpa左右是比较经济合理的,在该条件下,换热面积既满足工况要求,又节约了资源和投资成本。若压力降较小,控制在30-40kpa左右,则相应的换热面积会增加20%左右,由此造成的项目投资成本升高。

因此,根据不同的应用领域和工况,选择合适的压力降,可以大大提高板式换热器传热效率,减少投资运行成本。

(3)板片波纹形状对传热的影响

板式换热器板片具有规则的不同形状的波纹,常见的有人字形波纹,水平平直波纹、斜波纹、针状波纹等,这些波纹可以加强流体在流道中的扰动,增强传热效果。

以人字型波纹为例,人字型波纹分大角度和小角度,即H板和V板,波纹角度决定了换热的压力损失和传热效率。H板流动阻力大但传热效率高,相反,V板压力损失小而传热效率较低。

因此,在板式换热器进行选型设计时,根据应用特性对板片波纹进行配置,可以选择全H板、全V板或H/V按一定比例进行组合,以获得更大的传热效率,节约更多资源。

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