板式熱交換器板片參數(shù)的分析研究-資料下載頁(yè)
2024-11-01 00:59本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】素，波紋參數(shù)的試驗(yàn)研究對(duì)熱交換器的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、選型、校核等過(guò)程都有重要的指導(dǎo)意義，對(duì)板式熱交換器在各種領(lǐng)域的推廣應(yīng)用更起著決定性的作用。在對(duì)大量各種不同板型的板式。測(cè)新型熱交換器的性能以及選型提供依據(jù)。同時(shí)本文也對(duì)板式熱交換器發(fā)展過(guò)程產(chǎn)生的錯(cuò)誤。認(rèn)識(shí)進(jìn)行的分析與糾正，并指出了板式熱交換器下一步研究的方向。傳熱板片是板式熱交換器的關(guān)鍵元件。它的設(shè)計(jì)主要考慮兩方面因素：使流體在低速。下發(fā)生強(qiáng)烈湍流，以強(qiáng)化傳熱；提高板片剛度，能耐較高的壓力。以人字形波紋板和水平平直波紋板為最廣。這一觀點(diǎn)到目前仍為眾多學(xué)者所引用。究工作相對(duì)比較系統(tǒng)。以及對(duì)流傳熱系數(shù)與雷諾數(shù)及普朗特?cái)?shù)的準(zhǔn)則方程式。關(guān)于波紋傾角與傳熱及流阻性能的試驗(yàn)研究在國(guó)外研究的很多，除Focke，W．w．外，紋截面為三角形。接的板式熱交換器的傳熱及流體阻力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)介質(zhì)為水。其影響遠(yuǎn)小于β。功率一定時(shí)，通過(guò)調(diào)整Re、β和Φ，可使傳熱相對(duì)于平板通道提高倍。
【正文】 構(gòu)尺寸控制一致 (排除成 型與測(cè)試誤差的干擾 )，長(zhǎng)板 △ P／ L 總的趨勢(shì)應(yīng)是保持大致不變甚至略有下降的，因?yàn)閭鳠釁^(qū)由于 L 加長(zhǎng)而引起的阻力增長(zhǎng)，在全程進(jìn)、出口壓降 △ P 中所占的比例應(yīng)遠(yuǎn)小于進(jìn)出口與導(dǎo)流區(qū) (局部阻力 )的阻力在 △ P 中所占的比例。經(jīng)數(shù)據(jù)分析后，長(zhǎng)板與短板長(zhǎng)寬比 L／ B 之比應(yīng)小于 較好。因?yàn)樵?I～Ⅵ組中， III 組長(zhǎng)板與短板 L／ B 之比為，其他組均為 以下。前面說(shuō)過(guò)僅 I、 III 組中長(zhǎng)板 △ P／ L 過(guò)大， I 組單板傳熱面積太小 (A= ㎡ )確乏代表性，將其排除。那么 II～Ⅵ組的單板傳熱面 積都在 ㎡ ～ ㎡之間，可代表 大多常用板型范圍，所以這一結(jié)論在這一范圍具有一定的參考性。 從上面顯示綜合性能 J 的數(shù)據(jù)來(lái)看， △ P 增大幅度如果大于 NTU 增大的幅度， J 增大；反之 J 減小。由表 4 可以看出，Ⅱ、Ⅳ、 V、Ⅵ組中的長(zhǎng)板較好， J 不僅沒(méi)有增大，反而略有下降； I、Ⅱ I 組中長(zhǎng)板較差些， J 增大較多， 6板較之 5板 J 增大了 14％， 2板較之 l 群板 J 增大了 8％。 用綜合性能比壓力降 J 來(lái)衡量長(zhǎng)短板 L／ B 較合理，這對(duì)設(shè)計(jì)者確定這類長(zhǎng)短板的 L／B 很有幫助，不能盲目追求大 L／ B 與大傳熱溫差，這會(huì)使阻力不合理的上升，合理與否的 判別應(yīng)是比壓力降 J 值大致 相當(dāng)甚至略有下降較好。 需要糾正的幾個(gè)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí) 板式熱交換器在國(guó)內(nèi)發(fā)展的的幾十年里，一套相對(duì)成熟的理論基本形成，但其中也有一些理論有一定的局限性 ，錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)造成了設(shè)備的不合理，應(yīng)用無(wú)法得到推廣。 1 關(guān)于人字形波紋 雖然本次實(shí)驗(yàn)研究的主要板型為人字形波紋，但不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為人字形波紋比其他板型要好。這種片面的理論將會(huì)限制設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者的思路，目前國(guó)內(nèi)基本上所有板型都是簡(jiǎn)單人字形，這也是以往錯(cuò)誤理論所造成的嚴(yán)重后果。 2 關(guān)于板片厚度 板片厚度對(duì)設(shè)備的成本影響很大，但對(duì)傳熱性能的影響應(yīng)該綜合考慮， 曾經(jīng)有人認(rèn)為將 的不銹鋼板換成 ，則總換熱系數(shù)就會(huì)提高 20％。這種想法顯然是錯(cuò)誤的，傳熱的熱阻主要有對(duì)流側(cè)熱阻 (包括內(nèi)外側(cè) )、污垢熱阻和板片熱阻三部分組成，由于板式熱交換器板片一般采用 ～ 的不銹鋼薄板，熱阻相對(duì)較小，單純降低板片熱阻不會(huì)對(duì)傳熱產(chǎn)生多大的影響。但是降低板片的厚度理論上能夠提高換熱強(qiáng)度，因此對(duì)其性能的分析應(yīng)以試驗(yàn)或?qū)嶋H運(yùn)行的具體參數(shù)來(lái)分析，而非理論推導(dǎo)，更不能主觀臆測(cè)。 3 關(guān)于傳熱系數(shù)、比壓降 以往將換熱系數(shù)與節(jié)能掛鉤，片面強(qiáng)調(diào)傳熱系數(shù)，造成全國(guó)上下開(kāi)發(fā)的板 型全部是高阻板，一段時(shí)期內(nèi)甚至將傳熱系數(shù)的高低作為換熱設(shè)備優(yōu)良的評(píng)價(jià)指標(biāo)，嚴(yán)重制約板式熱交換器在國(guó)內(nèi)的發(fā)展。目前還有一種苗頭就是認(rèn)為比壓力降小設(shè)備綜合性能好，如果讓這種理論形成共識(shí)，同樣會(huì)對(duì)熱交換器的進(jìn)步產(chǎn)生不良的影響。比壓降作為板式熱交換器性能的一項(xiàng)指標(biāo)，不能將其作用擴(kuò)大化。 因此研究板片波紋參數(shù)對(duì)性能的影響，其作用不是用來(lái)評(píng)價(jià)熱交換器的優(yōu)與差，而是指導(dǎo)．丌發(fā)更適合于工況的熱交換設(shè)備，對(duì)性能的了解和預(yù)測(cè)指明了研究工作的方向。 結(jié)論 板片結(jié)構(gòu)參數(shù)與測(cè)試數(shù)據(jù)分析表明： 、 在一定范圍內(nèi) (β =55～ 130)， K 值隨著波紋夾角 β 的變化基本上是呈線性變化的，而 △ P／ L 隨著波紋夾角 β 的變化是呈指數(shù)規(guī)律變化的。波紋夾角 β 對(duì)板型流阻的影響較之對(duì)傳熱的影響要強(qiáng)烈的多，適當(dāng)?shù)牟y夾角 β 可以獲得較好的綜合性能； 、 法節(jié) λ 對(duì)流動(dòng)阻力的影響非常顯著，而對(duì)傳熱性能則影響較小。在設(shè)計(jì)波紋參數(shù)λ 、 h 時(shí)，將 β 與 λ ／ h 關(guān)聯(lián)起來(lái)考慮更重要，要得到較好的綜合性能 λ ／ h 不宜太小，否則阻力將大幅度增加；不同 β 、 h 的板型應(yīng)有自己 λ ／ h 的取值范圍，而不應(yīng)追求 λ ／ h 的最佳值，在該范圍的 K 值不一定最高，但綜合性能最好； 、 對(duì)長(zhǎng)、短板的 L／ B 分析研究表明，長(zhǎng)板 L／ B 與短板 L／ B 之比 以下較好。設(shè)計(jì)者應(yīng)合理設(shè)計(jì)板片的 L／ B，合理與否的判別應(yīng)是，值大致相當(dāng)，甚至略有下降較好。 、 傳熱性能統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)表明：大多數(shù)大 β 角的板型 K 值在 50006000 之間， K 值 6000以上的板型較少；而熱混合板型的傳熱性能這一項(xiàng)還應(yīng)該大力加強(qiáng)。 、 綜合性能統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)表明：大多產(chǎn)品集中在 J=3060 范圍內(nèi)，占 82． 15％；而 J=3045范圍內(nèi)，占 14． 3％，比重明顯偏低。 、 采用綜合性能指標(biāo) J 為判據(jù)之一來(lái)界定我國(guó)板式熱交換器的綜合 性能水平，對(duì)制定質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)是很好的參考依據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析表明，大、小 β 角度板型的綜合性能／應(yīng)分別單獨(dú)劃線評(píng)價(jià)或與 K 值聯(lián)系起來(lái)評(píng)價(jià)。 綜上所述，任何一種板型都有一定的最優(yōu)工作范圍及應(yīng)用場(chǎng)合。生產(chǎn)廠家應(yīng)合理運(yùn)用上述方法并根據(jù)準(zhǔn)確可靠的性能數(shù)據(jù)對(duì)已有的板型進(jìn)行分析，再結(jié)合工業(yè)應(yīng)用需求來(lái)開(kāi)發(fā)新板型，以免在低水平上作費(fèi)力費(fèi)資會(huì)的重復(fù)工作；而用戶也應(yīng)掌握及運(yùn)用上述方法，并根據(jù)法定檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試報(bào)告中提供的測(cè)試數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則式以及相關(guān)測(cè)試信息進(jìn)行分析、判斷，以選擇適合自身需要的最佳板型和最優(yōu)工作范圍。 參考文獻(xiàn) 張冠敏．復(fù) 合波紋板式換熱器強(qiáng)化傳熱機(jī)理及傳熱特性研究 [D】．濟(jì)南：山東大學(xué)． 2020． 蔡艷艷．雙波形板式換熱器的研制【 J】．化工裝備技術(shù)． 1999， 20(4)． 詹宗勉．評(píng)價(jià)板式熱交換器傳熱及流阻綜合性能的方法【 J】．程熱物理學(xué)報(bào)， 1992， 13(4)： 1518． 羅棣庵．板式熱交換器最佳板形 系列的研究【 Z】． 1986． 歐陽(yáng)新萍，吳國(guó)妹，劉寶興．等流速法在板式換熱器傳熱試驗(yàn)中的應(yīng)用 【 J】．動(dòng)力工程， 2020(03)． 程寶華．板式換熱器的優(yōu)化選型和新型板式換熱器【 J】．制冷， 2020(6)： 6975． 作者簡(jiǎn)介 黃蕾，女，太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院機(jī)自 0803 班在讀。
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