換熱器工藝設(shè)計第二版

目的就是得到適合工況的換熱器 換熱器設(shè)計分為工藝選項和結(jié)構(gòu)設(shè)計，工藝選項是為了得到適合工況的最合理最有效也是最經(jīng)濟的換熱器，一個有經(jīng)驗的工程師選擇的換熱器型式可以使成本節(jié)省10%~~50%，甚至更多。

換熱器選型手冊pdf

手工簡易算法 板式換熱器選型

計算公式： F=Wq/(K*△T)

式中 F —換熱面積 m2

Wq—換熱量　　　　　　 W

K —傳熱系數(shù) W/m2·℃

△T—平均對數(shù)溫差 ℃

根據(jù)選定換熱系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，計算換熱量、平均對數(shù)溫差，設(shè)定傳熱系數(shù)，求出換熱面積。選定廠家及換熱器型號，計算板間流速，通過廠家樣本提供的傳熱特性曲線及流阻特性曲線，查出實際傳熱系數(shù)及壓降。若實際傳熱系數(shù)小于設(shè)定傳熱系數(shù)，則應(yīng)降低設(shè)定傳熱系數(shù)，重新計算。若實際傳熱系數(shù)大于設(shè)定傳熱系數(shù)，而實際壓降大于設(shè)定壓降，則應(yīng)進一步降低設(shè)定傳熱系數(shù)，增大換熱面積，重新計算。經(jīng)過反復(fù)校核，直到計算結(jié)果滿足換熱系統(tǒng)的要求，最終確定換熱器型號及換熱面積大小。這種算法的優(yōu)點是計算簡單，步驟少，時間短；缺點是結(jié)果不準確，應(yīng)用范圍窄。造成結(jié)果不準確的原因主要是樣本所提供的傳熱特性曲線及流阻特性曲線是一定工況條件下的曲線，而設(shè)計工況可能與之不符。此外樣本所提供的傳熱特性曲線及流阻特性曲線僅為水―水換熱系統(tǒng)，在使用中有很大的局限性。

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換熱器工程設(shè)計

殼程、管程換熱介質(zhì)進出口參數(shù)，主要是壓力、溫度，從而查的換熱介質(zhì)物性，這是物性參數(shù)；另外還需要結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括換熱器型式，傳熱管徑，管程數(shù)目，傳熱管材質(zhì)最后就是冷熱端介質(zhì)流量，基本就這些了。

換熱器的工藝設(shè)計參數(shù)

本圖為煤油冷卻工藝流程圖，換熱器為固定板式換熱器，冷卻介質(zhì)為自來水，且為循環(huán)用水，被煤油加熱過的水經(jīng)過空冷器冷卻，回流到自來水水槽，各管道都有參數(shù)設(shè)計，還有主要的化工測量點、控制點已標出。

換熱器概述及設(shè)計

板式換熱器簡介

板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過半片進行熱量交換。它與常規(guī)的管殼式換熱器相比，在相同的流動阻力和泵功率消耗情況下，其傳熱系數(shù)要高出很多，在適用的范圍內(nèi)有取代管殼式換熱器的趨勢。

板式換熱器的型式主要有框架式（可拆卸式）和釬焊式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。

1.1板式換熱器的基本結(jié)構(gòu)

板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。

板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個角上開有角孔，用于介質(zhì)的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。

框架由固定壓緊板、活動壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)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。

1.2板式換熱器的特點（板式換熱器與管殼式換熱器的比較）

a.傳熱系數(shù)高 由于不同的波紋板相互倒置，構(gòu)成復(fù)雜的流道，使流體在波紋板間流道內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)三維流動，能在較低的雷諾數(shù)（一般Re=50~200）下產(chǎn)生紊流，所以傳熱系數(shù)高，一般認為是管殼式的3~5倍。

b.對數(shù)平均溫差大，末端溫差小 在管殼式換熱器中，兩種流體分別在管程和殼程內(nèi)流動，總體上是錯流流動，對數(shù)平均溫差修正系數(shù)小，而板式換熱器多是并流或逆流流動方式，其修正系數(shù)也通常在0.95左右，此外，冷、熱流體在板式換熱器內(nèi)的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃.

c.占地面積小 板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預(yù)留抽出管束的檢修場所，因此實現(xiàn)同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/10。

d.容易改變換熱面積或流程組合，只要增加或減少幾張板，即可達到增加或減少換熱面積的目的；改變板片排列或更換幾張板片，即可達到所要求的流程組合，適應(yīng)新的換熱工況，而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加。

e.重量輕 板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm，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。

f. 價格低 采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%。

g. 制作方便 板式換熱器的傳熱板是采用，標準化程度高，并可大批生產(chǎn)，管殼式換熱器一般采用手工制作。

h. 容易清洗 框架式板式換熱器只要松動壓緊螺栓，即可松開板束，卸下板片進行機械清洗，這對需要經(jīng)常清洗設(shè)備的換熱過程十分方便。

i. 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。而管殼式換熱器熱損失大，需要隔熱層。

j. 容量較小 是管殼式換熱器的10%~20%。

k. 單位長度的壓力損失大 由于傳熱面之間的間隙較小，傳熱面上有凹凸，因此比傳統(tǒng)的光滑管的壓力損失大。

l. 不易結(jié)垢 由于內(nèi)部充分湍動，所以不易結(jié)垢，其結(jié)垢系數(shù)僅為管殼式換熱器的1/3~1/10.

m. 工作壓力不宜過大，介質(zhì)溫度不宜過高，有可能泄露 板式換熱器采用密封墊密封，工作壓力一般不宜超過2.5MPa，介質(zhì)溫度應(yīng)在低于250℃以下，否則有可能泄露。

n. 易堵塞 由于板片間通道很窄，一般只有2~5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)含有較大顆?；蚶w維物質(zhì)時，容易堵塞板間通道。

1.4板式換熱器的應(yīng)用場合

a. 制冷：用作冷凝器和蒸發(fā)器。

b. ：配合鍋爐使用的中間換熱器、高層建筑中間換熱器等。

c. ：純堿工業(yè)，合成氨，，樹脂合成冷卻等。

d. 冶金工業(yè)：鋁酸鹽母液加熱或冷卻，煉鋼工藝冷卻等。

e. ：各種淬火液冷卻，減速器潤滑油冷卻等。

f. ：高壓冷卻，發(fā)電機軸承油冷卻等。

g. 造紙工業(yè)：漂白工藝熱回收，加熱洗漿液等。

h. 紡織工業(yè)：粘膠絲堿水溶液冷卻，沸騰硝化纖維冷卻等。

i. 食品工業(yè)：果汁滅菌冷卻，動植物油加熱冷卻等。

j. 油脂工藝：皂基常壓干燥，加熱或冷卻各種工藝用液。

k. 集中供熱：熱電廠廢熱區(qū)域供暖，加熱洗澡用水。

l. 其他：石油、醫(yī)藥、船舶、海水淡化、地?zé)崂谩?/p>

換熱器原理與設(shè)計第二版

換熱器的基本原理:是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體,使流體溫度達到流程規(guī)定的指標,以滿足工藝條件的需要,同時也提高能源利用率。