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換熱器換熱效率影響因素

更新時間:18/08/06 15:33:08     來源:b2bzcgx.com關閉分    享:
  換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,也被稱為熱交換器,在化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)生產中占有重要地位,它在化工生產中可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器使用。該設備在使用過程中影響換熱效率的因素都有哪些呢?
  1、對數(shù)平均溫差。該設備的流型有逆流、順流和混合流型(既有逆流又有順流)三種,在相同工況下,逆流時對數(shù)平均溫差更大,順流時較小,混合流型介于二者之問。提高對數(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,盡可能提高熱側流體的溫度,降低冷側流體的溫度。
  2、進出口管位置。為檢修方便,設備流體的進出口管應盡可能布置在固定端板一側。介質的溫差越大,流體的自然對流越強,形成的滯留帶的影響就越明顯,因此介質進出口位置應按熱流體上進下出,冷流體下進上出布置,以減小滯留帶的影響,提高傳熱效率。
  3、提高傳熱效率。板式換熱設備是間壁傳熱式設備,冷熱流體通過換板片傳熱,流體與板片直接接觸,傳熱方式為熱傳導和對流傳熱。提高傳熱效率的關鍵是提高傳熱系數(shù)和對數(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生湍流(雷諾數(shù)一150時),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構以及介質的流動狀態(tài)有關。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經過多年的研究和實驗發(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,受壓時應力分布均勻,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,板間流道內介質流速越高,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大。
  2、減小污垢層熱阻。減小換熱設備的污垢層熱阻的關鍵是防止板片結垢。板片結垢厚度為1mm時,傳熱系數(shù)降低約10。因此,注意監(jiān)測冷熱兩側的水質,防止板片結垢,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,在供熱介質中添加藥劑,因此注意水質和黏性藥劑引起雜物沾污板片。如果水中有黏性雜物,應采用專用過濾器進行處理。選用藥劑時,宜選擇無黏性的藥劑。
  3、選用熱導率高的板片。板片材質可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、銅合金等。不銹鋼的導熱性能好,熱導率約14.4W/(m.K),強度高,沖壓性能好,不易被氧化,價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。板片的設計厚度與其耐腐蝕性能無關,與換熱設備的承壓能力有關。板片加厚,能提高承壓能力。采用人字形板片組合時,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,板片角孑L及邊緣密封結構已逐步完善,使換熱設備具有很好的承壓能力。國產可拆式板式換熱器大承壓能力已達到了2.5MPa。板片厚度對傳熱系數(shù)影響很大,厚度減小0.1mm,對稱型板式換熱設備的總傳熱系數(shù)約增加600W/(m.K),非對稱型約增加500W/(m.K)。在滿足換承壓能力的前提下,應盡量選用較小的板片厚度。