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換熱器換熱效率影響因素

更新時(shí)間:18/08/06 15:33:08     來(lái)源:defihandle.com關(guān)閉分    享:
  換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備,也被稱為熱交換器,在化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位,它在化工生產(chǎn)中可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器使用。該設(shè)備在使用過(guò)程中影響換熱效率的因素都有哪些呢?
  1、對(duì)數(shù)平均溫差。該設(shè)備的流型有逆流、順流和混合流型(既有逆流又有順流)三種,在相同工況下,逆流時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差更大,順流時(shí)較小,混合流型介于二者之問(wèn)。提高對(duì)數(shù)平均溫差的方法為盡可能采用逆流或接近逆流的混合流型,盡可能提高熱側(cè)流體的溫度,降低冷側(cè)流體的溫度。
  2、進(jìn)出口管位置。為檢修方便,設(shè)備流體的進(jìn)出口管應(yīng)盡可能布置在固定端板一側(cè)。介質(zhì)的溫差越大,流體的自然對(duì)流越強(qiáng),形成的滯留帶的影響就越明顯,因此介質(zhì)進(jìn)出口位置應(yīng)按熱流體上進(jìn)下出,冷流體下進(jìn)上出布置,以減小滯留帶的影響,提高傳熱效率。
  3、提高傳熱效率。板式換熱設(shè)備是間壁傳熱式設(shè)備,冷熱流體通過(guò)換板片傳熱,流體與板片直接接觸,傳熱方式為熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱。提高傳熱效率的關(guān)鍵是提高傳熱系數(shù)和對(duì)數(shù)平均溫差。
  提高傳熱系數(shù)的方法:
  1、板片的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流(雷諾數(shù)一150時(shí)),因此能獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)以及介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),波紋斷面形狀為三角形(正弦形表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大,壓力降較小,受壓時(shí)應(yīng)力分布均勻,但加工困難的人字形板片具有較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),且波紋的夾角越大,板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大。
  2、減小污垢層熱阻。減小換熱設(shè)備的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)垢。板片結(jié)垢厚度為1mm時(shí),傳熱系數(shù)降低約10。因此,注意監(jiān)測(cè)冷熱兩側(cè)的水質(zhì),防止板片結(jié)垢,并防止水中雜物附著在板片上。有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕,在供熱介質(zhì)中添加藥劑,因此注意水質(zhì)和黏性藥劑引起雜物沾污板片。如果水中有黏性雜物,應(yīng)采用專用過(guò)濾器進(jìn)行處理。選用藥劑時(shí),宜選擇無(wú)黏性的藥劑。
  3、選用熱導(dǎo)率高的板片。板片材質(zhì)可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、銅合金等。不銹鋼的導(dǎo)熱性能好,熱導(dǎo)率約14.4W/(m.K),強(qiáng)度高,沖壓性能好,不易被氧化,價(jià)格比鈦合金和銅合金低,供熱工程中使用多,但其耐氯離子腐蝕的能力差。
  4、減小板片厚度。板片的設(shè)計(jì)厚度與其耐腐蝕性能無(wú)關(guān),與換熱設(shè)備的承壓能力有關(guān)。板片加厚,能提高承壓能力。采用人字形板片組合時(shí),相鄰板片互相倒置,波紋相互接觸,形成了密度大、分布均勻的支點(diǎn),板片角孑L及邊緣密封結(jié)構(gòu)已逐步完善,使換熱設(shè)備具有很好的承壓能力。國(guó)產(chǎn)可拆式板式換熱器大承壓能力已達(dá)到了2.5MPa。板片厚度對(duì)傳熱系數(shù)影響很大,厚度減小0.1mm,對(duì)稱型板式換熱設(shè)備的總傳熱系數(shù)約增加600W/(m.K),非對(duì)稱型約增加500W/(m.K)。在滿足換承壓能力的前提下,應(yīng)盡量選用較小的板片厚度。