材料工程原理b課程設計設計任務書(編輯修改稿)
2025-08-30 05:01 本頁面
【文章內容簡介】 . 其他：石油、醫(yī)藥、船舶、海水淡化、地熱利用。 在板式換熱器的設計選型使，一般對壓降有一定的要求，所以應對其進行校核。如果校核壓降超過允許壓降，需重新進行設計選型計算，直到滿足工藝要求為止。 （1）結構原理 可拆卸板式換熱器是由許多沖壓有波紋薄板按一定間隔，四周通過墊片密封，并用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成，板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時又合理地將冷熱流體分開，使其分別在每塊板片兩側的流道中流動，通過板片進行熱交換。 （2）板式換熱器的設計特點 高效節(jié)能：其換熱系數在3000～4500kcal/m2?176。C?h，比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。 結構緊湊：板式換熱器板片緊密排列，與其他換熱器類型相比，板式換熱器的占地面積和占用空間較少，面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的1/5。 容易清洗拆裝方便：板式換熱器靠夾緊螺栓將夾固板板片夾緊，因此拆裝方便，隨時可以打開清洗，同時由于板面光潔，湍流程度高，不易結垢。 使用壽命長：板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制，可耐各種腐蝕介質，膠墊可隨意更換，并可方便在、拆裝檢修。 適應性強：板式換熱器板片為獨立元件，可按要求隨意增減流程，形式多樣；可適用于各種不同的、工藝的要求。 不串液，板式換熱器密封槽設置泄液液道，各種介質不會串通，即使出現泄露，介質總是向外排出。 （3）板式換熱器的應用范圍 板式換熱器已廣泛應用于冶金、礦山、石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品、化纖、造紙、輕紡、船舶、供熱等部門，可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、殺菌消毒、余熱回收等各種情況 制造氧化鈦、酒精發(fā)酵、合成氨、樹脂合成、制造橡膠、冷卻磷酸、冷卻甲醛水、堿炭工業(yè)、電解制堿。 冷卻淬火油，冷卻電鍍用液、冷卻減速器潤滑油、冷卻軋制機、拉絲機冷卻液。 鋁酸鹽母液的加熱和冷卻，冷卻鋁酸鈉，煉鋁軋機潤滑油冷卻。 各種淬火液冷卻，冷卻壓力機、工業(yè)母機潤滑油，加熱發(fā)動機用油。 制鹽，乳品，醬油，醋的殺菌、冷卻，動植物油加熱、冷卻，啤酒生產中啤酒、麥芽汁的加熱冷卻，制糖，明膠濃縮，殺菌、冷卻，制造谷氨酸鈉。 各種廢液熱回收，沸騰磷化纖維的冷卻，冷卻粘膠液，醋酸和酸醋酐的冷卻，冷卻堿水溶液，粘膠絲的加熱和冷卻。 冷卻黑水，漂白用鹽、堿液的加熱、冷卻，玻璃紙廢液的熱回收，加熱蒸煮酸，冷卻氫氧化鈉水溶液，回收漂白張紙的廢液，排氣的凝縮，預熱濃縮紙漿似的廢液。 熱電廠廢熱區(qū)域供暖，加熱生活用水，鍋爐區(qū)域供暖 加熱、冷卻合成洗滌劑，加熱鯨油，冷卻植物油，冷卻氫氧化鈉，冷卻甘油、乳化油。 發(fā)電機軸泵冷卻，變壓器油冷卻。 舶 柴油機，中央冷卻器，卸套水冷卻器，活塞冷卻器，潤滑油冷卻器，預熱器，海水淡化系統(tǒng)（包括多級及單級） 他 醫(yī)藥、石油、建陶、玻璃、水泥、地熱利用等。 圖２分別顯示了平直形翅片和鋸齒形翅片換熱器中距冷流體入口７ｍｍ處截面的速度場分布。將流體速度達到入口處速度的９９％處定義為邊界層與主流區(qū)的分界處，本次計算中，冷熱流體的入口速度分別為６．５ｍ／ｓ和１．６４?。恚?。可以清楚地看到流體在鋸齒形翅片中的速度邊界層比在平直形翅片中的速度邊界層薄，說明了與平直形翅片相比，鋸齒形翅片對增加流體擾動、破壞邊界層具有明顯的作用。 鋸齒形翅片的溫度場和速度場分布 圖３ａ顯示了鋸齒形翅片中熱通道中間截面處的溫度場分布，可以看到交錯排列的翅片使流體在流動方向上產生的熱邊界層總是不斷被破壞，使得鋸齒形翅片比平直形翅片擁有更好的換熱效果。圖３ｂ顯示了的中間截面處的速度矢量分布，從圖中可以看到流體接近翅片時出現的分流，和流體離開翅片時在翅片尾部產生的微小旋渦。 局部換熱系數和壓力的變化趨勢從圖４ａ中可以看出冷熱流體的換熱系數都是隨著溫度的增加而增加（熱流體沿Ｚ軸正方向流動，冷流體相反），這說明流體的局部換熱系數受溫度的影響；冷熱流體在入口附近的局部換熱系數都相對較大，這是因為從入口到層流充分發(fā)展段之間的區(qū)域內，流體的熱邊界層比較薄，因而有較高的局部換熱系數。熱流體的局部換熱系數大約是冷流體局部換熱系數的兩倍，這是因為熱流體的Ｒｅ數大約為冷流體Ｒｅ的兩倍。從圖４ｂ中可以看出流體的局部換熱系數在相鄰兩排鋸齒的交錯面上出現突躍，這是因為流體受到翅片的擾動后邊界層突然變薄，使流體在那里的換熱突然增強。比較圖４ａ和圖４ｂ可以看到，相同情況下，鋸齒形翅片的換熱系數要大于平直形翅片的換熱系數。從圖５ａ中可以看到冷熱流體的壓力變化基本是線性的，在入口處變化較大，冷熱流體的總壓損大約在２５０Ｐａ和７５Ｐａ。從圖５ｂ中可以看到冷熱流體的壓力變化也呈現
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