用板材構(gòu)成傳熱面的間壁式板式換熱器。這類換熱器結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積的傳熱面積較大。其主要類型有:
1. 螺旋板式換熱器
結(jié)構(gòu)如圖所示。其特點是有一端管板不與外殼相連,可以沿軸向自由伸縮。這種結(jié)構(gòu)不但完全消除了熱應(yīng)力,而且由于固定端的管板用法蘭與殼體連接,整個管束可以從殼體中抽出,便于清洗和檢修。浮頭式換熱式應(yīng)用較為普遍,但結(jié)構(gòu)復雜,造價較高。
螺旋板換熱器的直徑一般在1.6m以內(nèi),板寬200~1200mm,
板厚2~4mm。
兩板間的距離由預先焊在板上的定距撐控制,相鄰板間的距離為5~25mm。常用材料為碳鋼和不銹鋼。
螺旋板換熱器的優(yōu)點是:
①傳熱系數(shù)高:螺旋流道中的流體由于離心慣性力的作用,在較低雷諾數(shù)下即可達到湍流,并且允許采用較高流速010(液體2m/s,氣體20m/s),所以傳熱系數(shù)較大。如水與水之間的換熱,其傳熱系數(shù)可達2000~3000W/(m2.℃),而列管式換熱器一般為1000~2000W/(m2.℃)。
②不易結(jié)垢和堵塞:由于對每種流體流動都是單通道,流體的速度較高,又有離心慣性力的作用,湍流程度高,流體中懸浮的顆粒不易沉積,故螺旋板換熱器不易結(jié)垢和堵塞,宜處理懸浮液及粘度較大的流體。
③能利用低溫熱源:由于流體流動的流道長和兩流體可完全逆流,故可在較小的溫差下操作,充分回收低溫熱源。據(jù)有的資料介紹,若流體出口端熱、冷流體溫差可小至3℃。
④結(jié)構(gòu)緊湊:單位體積的傳熱面積約為列管式的3倍。
螺旋板式換熱器的主要缺點是:
①操作壓強和溫度不宜太高:目前最高操作壓強不超過20at,溫度在400℃以下。
②不易檢修:因常用的螺旋板換熱器被焊成一體,一旦損壞,修理很困難。
2.平板式換熱器
平板式換熱器(通常為板式換熱器)主要由一組沖壓出一定凹凸波紋的長方形薄金屬板平行排列,以密封及夾緊裝置組裝于支架上構(gòu)成。兩相鄰板片的邊緣襯有墊片,壓緊后可以達到對外密封的目的。操作時要求板間通道冷、熱流體相間流動,即一個通道走熱流體,其兩側(cè)緊鄰的流道走冷流體。為此,每塊板的四個角上個各開一個圓孔。通過圓孔外設(shè)置或不設(shè)直圓環(huán)形墊片可使每個板間通道只同兩個孔相連。
平板式換熱器的優(yōu)點是:
①傳熱系數(shù)高:因板面上有波紋,在低雷諾數(shù)(Re=200左右)下即可達到湍流,而且板片厚度又小,故傳熱系數(shù)大。熱水與冷水間換熱的傳熱系數(shù)可達1500~4700W/(m2.℃)。
②結(jié)構(gòu)緊湊:一般板間距為4~6mm,單位體積設(shè)備可提供的傳熱面積為250~1000m2/m3(列管換熱器只有40~150m2/m3)。
③具有可拆結(jié)構(gòu):可根據(jù)需要,用調(diào)節(jié)板片數(shù)目的方法增減傳熱面積。故檢修、清洗都比較方便。
平板式換熱器的主要缺點是:①操作壓強和溫度不太高:壓強過高容易泄漏,操作壓強不宜超過20at。操作溫度受墊片材料耐熱性能限制,一般不超過250℃。
②處理量小:因板間距離僅幾毫米,流速又不大,故處理量較小。
3.板翅式換熱器
板翅式換熱器是一種更為高效、緊湊、輕巧的換熱器,應(yīng)用甚廣。板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)形式很多,但其基本結(jié)構(gòu)元件相同,即在兩塊平行的薄金屬板之間,夾入波紋狀或其它形狀的金屬翅片,并將兩側(cè)面封死,即構(gòu)成一個換熱基本單元。將各基本元件進行不同的疊積和適當?shù)呐帕校⒂免F焊固定,即可制成并流、逆流或錯流的板束(或稱芯部)。
板式換熱器的種類
其結(jié)構(gòu)如圖所示。將帶有流體進、出口接管的集流箱焊在板束上,就成為板翅式換熱器。我國目前常用的翅片型式有光直型、鋸齒形和多孔形翅片三種,如左圖所示。板翅式換熱器的優(yōu)點是:
①傳熱系數(shù)高、傳熱效果好:因翅片在不同程度上促進了湍流并破壞了傳熱邊界層的發(fā)展,故傳熱系數(shù)高。空氣強制對流給熱系數(shù)為35~350W/(m2.℃),油類強制對流時給熱系數(shù)為115~1750W/(m2.℃)。冷、熱流體間換熱不僅以平隔板為傳熱面,而且大部分通過翅片傳熱(二次傳熱面),因此提高了傳熱效果。
②結(jié)構(gòu)緊湊:單位體積設(shè)備提供的傳熱面積一般能達到2500~4300m2/m3。 ③輕巧牢固:通常用鋁合金制造,板重量輕。在相同的傳熱面積下,其重量約為列管式換熱器的1/10。波形翅片不單是傳熱面,亦是兩板間的支撐,故其強度很高。
④適應(yīng)性強、操作范圍廣:因鋁合金的導熱系數(shù)高,且在0℃以下操作時,其延伸性和抗拉強度都較高,適用于低溫及超低溫的場合,故操作范圍廣。此外,既可用于兩種流體的熱交換,還可用于多種不同介質(zhì)在同一設(shè)備內(nèi)的換熱,故適應(yīng)性強。
板翅式換熱器的缺點是:
①設(shè)備流道很小,易堵塞,且清洗和檢修困難,所以,物料應(yīng)潔凈或預先凈制。
②因隔板和翅片都由薄鋁片制成,故要求介質(zhì)對鋁不腐蝕。
以上就是小編為大家講解的板式換熱器的分類,希望對大家有所幫助,如果您有需要就及時聯(lián)系我們!!