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其他类型板式热交换器的结构

2022-04-05270

其他类型板式热交换器的结构常见的用于液一液换热的板式热交换器也可用于相变换热(蒸发或冷凝),但效果较差为了适用于相变换热,有专用的板式蒸发器和板式冷凝器。

图3.12所示为英国APV公司的板式蒸发器。其中,每4块加热蒸汽冷凝及溶液蒸发的板组成一个单元体(图中为板1一4)。溶液从升膜板(图中板2)下部两个角孔进入,形成的蒸汽及浓缩液通过顶部转换孔流经降膜板(板4),由底部的大矩形角孔排出。加热蒸汽则由靠近板侧面的大矩形角孔进入,从底部凝液孔排出,这种板式蒸发器的特点是,角孔(指加热蒸汽及蒸发形成的蒸汽所流经的孔)相当大,板面为平板面,并且板间距较大,以减少蒸汽通道及凝结与蒸发两流道中的流阻。图3.13所示为板式冷凝器的传热板片,其通气体的角孔很大,波纹节距也较大,使流体阻力显著减小,冷凝传热效果提高,

由于板式热交换器是由若干传热板片叠装而成,板片很薄且具有波纹形表面,因而带来

一系列优点。由于波纹板片的交叉相叠使通道内流体形成复杂的二维或三维流动(图3.14)和窄的板间距,大大加强了流体的扰动,因而能在很小的数时形成湍流和高的传热系数。

临界雷诺数在10~400范围内,具体数值取决于几何结构),附录A中列有一般情况下板式热交换器的传热系数值,据资料介绍,在同一压力损失下,板式热交换器每平方米传热面积所传递的热量为管壳式的6一7倍。加之板片很薄,其紧凑性约为管壳式的3倍,可达到300m2/m以上,在同一热负荷下其体积为管壳式的1/5~1/10.对于可拆式板式热交换器不仅清洗、检修方便,而且可按需要,方便地通过增减板片数和流程的多种组合,达到不同的换热要求和适应不同的处理量。此外,在板式热交换器中还可以通过采用加装隔板的办法在台热交换器中实现三种以上流体之间的热交换。如图3.15所示为同时与三种流体换热,进行牛奶的巴氏杀菌(从约73℃的预热牛奶加热到85℃)、热回收(从85℃冷却到17℃)和冷却(从17℃冷却到5℃)。

板式热交换器所存在的主要问题是它的操作压力和温度的提高受到结构的限制。国内一般的板式热交换器只能用于0.6MPa以下的压力和120~150℃的温度。经过板片型式和框架结构的改进,采用新型的密封垫片和板片材料,耐压和耐温均已有相当大的提高。现在国内生产的板式热交换器的最大单片面积达到2.0m以上,最高工作压力1.6MPa,最高工作温度200℃。对于许多工业的热工过程,尤其是流体有腐蚀性而必须使用贵重金属材料制造的,在压力1.5MPa和温度150℃以下的条件下,存在板式热交换器逐渐取代管壳式的趋势。至于板式热交换器由于流道狭窄和角孔的限制而难以实现大流量运行的问题,由于大型板式热交换器的出现和采用多段并联操作的方法使得它已不能成为主要的问题。

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