【正文】 、 120℃ 、 100℃ ），出口溫度 40℃ ② 冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度 30℃ ，出口溫度 50℃ ③ 允許壓強降：不大于 105Pa ④ 每年按 330 天計，每天 24 小時連續(xù)運行 （ 4）設(shè)計項目 ① 設(shè)計方案簡介：對確定的工藝流程及換熱器型式進行簡要論述。 （ 2） 設(shè)計的目的： 通過對煤油產(chǎn)品冷卻的列管式換熱器設(shè)計，達到讓學(xué)生了解該換熱器的結(jié)構(gòu)特點，并能根據(jù)工藝要求選擇適當(dāng)?shù)念愋?，同時還能根據(jù)傳熱的基本原理，選擇流程，確定換熱器的基本尺寸，計算傳熱面積以及計算流體阻力。 ④ 主要輔助設(shè)備選型。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，制冷技術(shù)的發(fā)展前途遠(yuǎn)大，特別是各種大型的工業(yè)制冷裝置和空調(diào)用制冷裝置發(fā)展迅速，這為各種制冷用板式換熱器的應(yīng)用提供了廣闊的市場。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展 , 開發(fā)用于換熱器選型計算機輔助設(shè)計系統(tǒng) , 對于在計算機上實現(xiàn)換熱器的優(yōu)化選型 , 深人節(jié)能、節(jié)資、以及提高設(shè)計水平和設(shè)計效率具有非常重大的意義。 煤油冷卻器 —— 板式換熱器的設(shè)計 5 第一章 板式換熱器的結(jié)構(gòu) 特點和分析 板式換熱器的結(jié)構(gòu)分析 板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。 板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾緊而成。 煤油冷卻器 —— 板式換熱器的設(shè)計 6 （ 5） 重量輕 板式換熱器的板片厚度僅為 ~， 而管殼式換熱器的換熱管的厚度為~，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的 1/5左右。 （ 9） 熱損失小 板式換熱器只有傳熱板的外殼板 暴露在大氣中，因此散熱損失可以忽略不計，也不需要保溫措施。 板式換熱器是由傳熱板片、密封墊片、壓緊板、上下導(dǎo)桿、支柱、夾緊螺栓等主要零件組成。煤油冷卻器 —— 板式換熱器的設(shè)計 7 用于水蒸汽加熱或冷凝時，一般在板式換熱器上附加減溫管式換熱器，來降溫保護板式換熱器的墊片，并增加蒸汽處理量。 （ 2） 占地面積小 由于傳熱效率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，使得板式換熱器占地面積為同等能力的管殼式換熱器的 40%。耐壓能力提高，最高可達 MPa。密封墊片老化速度慢。 板式換熱器流程工作原理 板式換熱器由于板片波紋表面的特殊作用，使流體沿著狹窄彎曲的通道流動其速度的大小方向不斷的改變，致使流體在不大的 流速下（ Rc=200 時），激起了強烈端動，因而加快了流體邊界層的破壞，強化了傳熱過程，有效地提高了傳熱能力。在通道里面冷熱流體間隔流動，可以逆流也可以順流，在流動過程中冷熱流體通過 板壁進行熱交換。 K）。 板式換熱器占地面積為同樣換熱能力的列管換熱器的 30%左右，若與淋灑式的排管冷卻器相比就更優(yōu)越。 當(dāng)生產(chǎn)上要求改變工藝條件和產(chǎn)量時，板式換熱器只要增減板片數(shù)量或改變板片組裝流程通道形式，即可滿足要求。 ⑤ 板式換熱器熱損失小 。對于容易結(jié)垢的介質(zhì)，一方面由于板式換熱器中的介質(zhì)有激烈的湍流，其湍流臨界雷諾數(shù)比一般列管式換熱器低 10 倍左右，因而不易結(jié)垢。 （ 3）處理量不大，因板間距小，流道截面較小，流速亦不能過大。 與制冷用殼程管式換熱器相比，除了具有板式換熱器的一般特點，制冷用板式換熱器還具有如下特點。 （ 2） 凍結(jié)傾向少，抗凍性能高 。 制冷劑在制冷板式換熱器中蒸發(fā)時，很容易實現(xiàn)完全蒸發(fā)達到無液態(tài)程度，因此在大多數(shù)情況下，制冷系統(tǒng)無須設(shè)置氣液分離器。進入 20 世紀(jì) 90 年代后，制冷用板式換熱器又得到進一步發(fā)展，一種能夠應(yīng)用于氨制冷系統(tǒng)的板式換熱器在瑞典斯特爾公司研制成功。氨用板式換熱器的開發(fā)成功，不僅拓寬了板式換熱器在制冷技術(shù)中的應(yīng)用范圍，而且對保護大氣臭氧、保護環(huán)境都有重要意義，同時也必將促進制冷技術(shù)的進一步發(fā)展。 （ 1） 制冷：用作冷凝器和蒸發(fā)器。 （ 5） 機械工業(yè)：各種淬火液冷卻，減速器潤滑油冷卻等。 （ 9） 食品工業(yè)：果汁滅菌冷卻，動植物油加熱冷卻等。 煤油冷卻器 —— 板式換熱器的設(shè)計 13 第三章 板式換熱器的基本數(shù)據(jù) 換熱器的類型選擇 換熱器的類型很多，每種 型 式都有特定的應(yīng)用范圍。所有這些又常常是相互制約、相互影響的，通過設(shè)計的優(yōu)化加以解決。 板式換熱器的換熱面積不超過 2020 m2，適應(yīng)性很強，其允許壓力最大值為 25 kgf/cm2，溫度可以從 40176。 在液 ?液換熱設(shè)備中傳熱系數(shù)較高，實際應(yīng)用范圍廣泛。 煤油冷卻器 —— 板式換熱器的設(shè)計 14 目前 換熱通用型板式換熱器 類型 基本條件：用于液體之間熱交換，平均溫度差大于 2176。 顆粒纖維介質(zhì)專用型板式換熱器 在酒精釀造，造紙，紡織，及其他含顆?；蚶w維介質(zhì)的熱交換中必須采用專 用大間隙無阻礙的板式換熱器。 各國替代板片及墊片 太平洋公司按照用戶的要求開發(fā)了各國板片及墊片。 箱行半焊板式換熱器系列 適用于高溫，高壓，真空及要求無泄漏的場合。根據(jù)流體壓力和溫度的情況， 確定選擇可拆卸式，還是釬焊式。 流程組合形式應(yīng)根據(jù)換熱和流體阻力計算，在滿足工藝條件要求下確定。由于 “U”形單流程的接管都固定在壓緊板上，拆裝方便?？刹鹗桨迨綋Q熱器受橡膠密封墊耐熱溫度的限制，適用于水一水傳熱。 （ 1）提高傳熱 效率 煤油冷卻器 —— 板式換熱器的設(shè)計 18 板式換熱器是問壁傳熱式換熱器，冷熱流體通過換熱器板片傳熱，流體與板片直接接觸，傳熱方式為熱傳導(dǎo)和對流傳熱。板片的波形包 括人字形、平直形、球形等。因此，必須注意監(jiān)測換熱器冷熱兩側(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。 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。板片加厚，能提高換熱器的承壓能力。K)，非對稱型約增加 500 W/(m （ 2）提高 對數(shù)平均溫差 板式換熱器流型有逆流、順流和混合流型 (既有逆流又有順流 )。介質(zhì)的溫差越大，流體的自然對流越強，形成的滯留帶的影響越明顯，因此介質(zhì)進出口位置應(yīng)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 。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) 。左右 )小于 90。 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。 （ 2）采用 非對稱型板式換熱器 對稱型 板式換熱器 由板片兩面波 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。 （ 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)。 （ 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)換熱器進出口之問設(shè)旁通管，減少進入換熱器流量，降低阻力。 （ 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 100 kPa為宜。選用橡膠密封墊材質(zhì)的關(guān)鍵是耐溫和密封性能，橡膠密封墊材質(zhì)可按文獻選用 。由于卡扣式安裝工作量很小，換熱器拆卸時橡膠密封墊損壞率低，而且不存在膠水中可能含有的氯離子造成對板片的腐蝕，因此使用較多 。 （ 2）設(shè)備型式：板式換熱器 （ 3）操作條件： ① 煤油：入口溫度 140℃ ，出口溫度 40℃ ② 冷卻介質(zhì)：自來水，入口溫度 30℃ ，出口溫度 50℃ ③ 允許壓強降：不大于 105Pa ④ 每年按 330 天計，每天 24 小時連續(xù)運行 （ 4）建廠地址：天津地區(qū)。 ?????????????? )3050( 35 ???? ????ipici tC QW K 粘度小于 1 103Pa● s 的油和水換熱時，列管式換熱器的Ｋ值大約為? ?CmW ??? 9 51 7 0 ，而板式換熱器的傳熱系數(shù)是列管式換熱器的 2— 4 倍，則初估Ｋ為 ? ?CmW ??21000 。程數(shù)為 3，每程管道數(shù)為 10；301? 為水的流程。則傳熱面積的裕度可滿安全系數(shù) % 0 1 5 2????????? m 查圖， 2m 人字形板式換熱器 ? ?? ?壓降圖水油 ??? uP 滿足要求。因此，一般單板面積可按角孔流速為 6m/s 左右考慮。流速小于 ，流體達不到揣流狀態(tài)，且會形成較大的死角區(qū)；流速過高會導(dǎo)致阻力降劇增，氣體板間流速一般不大于 10m/s。在多程換熱器中，一般對同一流體在各流程中應(yīng)采用的流道數(shù)。 板式換熱器的選型計算方法 （ 1） 換熱器選型計算公式： Q=