煤油冷却器——板式换热器的设计
第五章、主体设备设计原则及分析
1、设计的一般原则
为某一工艺过程选型设计板式换热器时,要考虑其设计压力、设计温度、介质特性和经济性等因素。
(1)单板面积的选择
单板面积过小、则板片数目多,占地面积大,阻力降减少;反之,单板面积过大,则板片数目少,占地面积小,阻力降增大,但是难以保证适当的板间流速。因此,一般单板面积可按角孔流速为6m/s左右考虑。
(2)板间流速的选取
流体在板间的流速,影响换热性能和压力降。流速高,换热系数高,阻力降也增大;反之,则相反。一般取板间流速为0.2-0.8m/s,且尽量使两种流体板间速度一致。流速小于0.2m/s时,流体达不到揣流状态,且会形成较大的死角区;流速过高会导致阻力降剧增,气体板间流速一般不大于10m/s。
(3)流程的确定
两侧流体的流量大致一致时,应尽量按等程布置;当两侧流体的流量相差较大时,则流量小的一侧按多流程布置或采用不等截面通道的板式换热器。另外,当某一介质的温升或温降幅度较大时,也可采用多流程。有相变发生的一侧一般均为单流程,且接口方式为上进下出。在多程换热器中,一般对同一流体在各流程中应采用的流道数。换热器压降修正系数,单流程时取1.2~1.4,2~3流程取1.8~2.0,4~5流道取2.6~2.8。
(4)流向的选取
单相换热时,逆流具有最大的平均温差,一般在板式换热器的设计中要尽可能把流体布置为逆流。两侧流体为等流程时,为逆流;当两侧流体为不等流程时,顺流与逆流交替出现,平均温差要小于纯逆流时。
2、板式换热器的选型计算方法
(1)换热器选型计算公式:Q=K·F·△tm
式中:
Q——热流量(W)
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△ tm——对数平均温差(℃) F——传热面积(m2)
板式换热器在实际运行中,由于污垢、水流不均等情况影响,需在上式中引入修正系数?(一般取0.7~0.9),因此,实际使用时,上式为:
Q=?·K·F·△tm (2)估算法
可按下面估算:
当板间流速为0.3~0.7m/s时 水(汽)——水 K=3000~7000; 水(汽)——油 K=400~1000 油——油 K=175~400
五.参考文献
[1]杨崇麟.板式换热器工程设计手册[M]. 北京机械工业出版社 , 1998.
[2]许文. 新编换热器选型设计与制造工艺实用全书[M]. 北方工业出版社, 2006.
[3]秦叔经, 叶文邦.化工设备设计全书- 换热器[M]. 化学工业出版社 ,2003.
[4]程宝华,李先瑞.换热器及换热设备的应用技术[M]. 中国建筑工业出版社 ,2005.
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六. 换热器总装置图
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板式换热器规格型号: 外形尺寸
,mm
968?320?1
流道宽度,mm
266
单片有效面积,
0.207
波纹形式 等腰三角形
波纹高度,mm
6
平均板间距,mm
6
0.0016
平均流道横截面积,
平均当量直径, mm 12
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