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提高板式冷却器换热效率衔接板的规划

2018-10-24 21:16:24点击:


  a.提高板片的表面传热系数

 

  由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流(雷诺数一150时),因此能获得较高的表面传热系数,表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。经过多年的研究和实验发现,波纹断面形状为三角形(正弦形表面传热系数大,压力降较小,受压时应力分布均匀,但加工困难?)的人字形板片具有较高的表面传热系数,且波纹的夹角越大,板间流道内介质流速越高,表面传热系数越大。

 

  b.减小污垢层热阻

 

  减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。板片结垢厚度为1mm时,传热系数降低约10%。因此,必须注意监测换热器冷热两侧的水质,防止板片结垢,并防止水中杂物附着在板片上。有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀,在供热介质中添加药剂,因此必须注意水质和黏*剂引起杂物沾污换热器板片。如果水中有黏性杂物,应采用专用过滤器进行处理。选用药剂时,宜选择无黏性的药剂。

 

  c.选用热导率高的板片

 

  板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。不锈钢的导热性能好,热导率约14.4W/(mK),强度高,冲压性能好,不易被氧化,价格比钛合金和铜合金低,供热工程中使用多,但其耐氯离子腐蚀的能力差。

 

  d.减小板片厚度

 

  板片的设计厚度与其耐腐蚀性能无关,与换热器的承压能力有关。板片加厚,能提高换热器的承压能力。采用人字形板片组合时,相邻板片互相倒置,波纹相互接触,形成了密度大、分布均匀的支点,板片角孑L及边缘密封结构已逐步完善,使换热器具有很好的承压能力。国产可拆式板式换热器大承压能力已达到了2.5MPa。板片厚度对传热系数影响很大,厚度减小0.1mm,对称型板式换热器的总传热系数约增加600W/(mK),非对称型约增加500W/(mK)。在满足换热器承压能力的前提下,应尽量选用较小的板片厚度。

 

  众所周知钢板越薄,传热作用就越好,可是钢板太薄会给制作加工带来很大的困难,尤其是在焊接时,薄板的对接焊缝易烧穿,无法成型。在全焊接板式换热器当中就存在这样的问题。

 

  在全焊接板式换热器中因为管侧端板为δ=20mm的0Cr18Ni9的钢板,而换热器板片的板厚仅为0.4~1.0mm,因而管侧端板母材焊接加热温度到达熔化点时,传热板片已熔化掉了一大片,底子无法进行焊接。假如将传热板片的板厚加厚(如改为1.2mm以上),则不存在上述困难,可是为了取得良好的传热作用,决议不改动板厚,而是在管侧端板和板束之间加焊了1层δ=3~4mm的衔接板处理了上述问题,详细施行办法:按板束翼端衔接处实践形状制作1块δ=3~4mm的衔接板,如图3所示。先将衔接板与板束端部符合部分用脉冲氩弧焊进行单面焊双面成形,并做火油渗漏实验,以不渗漏为合格,然后用手弧焊直接将衔接板搭焊于管侧端板之上,再将板侧端板焊接于管侧端板上。接下来就是将管侧端板和板侧端板别离与管侧壳体和板侧壳体相焊接构成全焊接板式换热器的外壳。