從熱交換的觀點(diǎn)來(lái)看,zui有利的流體力學(xué)工況是湍流邊界層.為強(qiáng)化換熱器的傳熱,板式換熱器許多學(xué)者和工程技術(shù)人員采取了各種措施,人為地使邊界層湍流化,以減少邊界層的厚度或破壞邊界層,如采用高速流動(dòng)屯向傳熱表面噴流、采用肋片或粗糙表面等.無(wú)疑這些措施對(duì)于加強(qiáng)湍流化會(huì)取得一定效果,但阻力相應(yīng)增加。而板式換熱器的波紋板卻可以在低速流動(dòng)卜得到高湍流度.通常,板式換熱器內(nèi)的流速只有0.1-1米/秒.流體在人字形波紋板間流動(dòng)時(shí),不斷改變方向.由于流向多變,很容易激起湍流,形成均勻分布的網(wǎng)狀流動(dòng)。邊界層是在人口前端發(fā)展起來(lái)的,隨著湍流邊界層的發(fā)展.使得脫體渦流區(qū)減小,從而使流動(dòng)阻力降低,當(dāng)流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí),雷諾準(zhǔn)數(shù)Re>2300時(shí)即為湍流流動(dòng)
為了加熱原料,在和反應(yīng)流體之間進(jìn)行換熱的情況,如圖2.1-4所示再裝一冷卻器,通常是使反應(yīng)流體的沮度降到適當(dāng)值再使之進(jìn)一步下降。這種情況,包括有加熱器和冷卻器的系統(tǒng),必須作經(jīng)濟(jì)核算,而此核算是很復(fù)雜的。
冷凝器、再沸器、冷卻器等都是換熱器,皆以回收熱量為其目的,其開始的傳熱量是假設(shè)值,此值應(yīng)根據(jù)熱橫回收的利潤(rùn)額和經(jīng)費(fèi)之間的經(jīng)濟(jì)核算來(lái)決定其開始的zui適宜的傳熱量(或zui適宜的出口溫度)。這里,首先講述如圖2.2-1所示的zui簡(jiǎn)單的換熱器的經(jīng)濟(jì)核算法。
傳熱基本方程式如(1)式所示,由此可研究由于傳熱面積的變化而引起的經(jīng)費(fèi)變化,和由于傳熱量的變化而節(jié)約的費(fèi)用的變化關(guān)系,二者的差額即為由于使用換熱器的年利潤(rùn)額口日元/年。
所以在選擇板式換熱器時(shí),應(yīng)根據(jù)不同的介質(zhì)初估其綜合傳熱系數(shù)K值,然后再確定所需的換熱面積。同時(shí)根據(jù)熱力學(xué)第二定律.熱流體的出口沮度zui多被冷卻到冷流體的人口沮度,而冷流體的出口沮度.zui多被加熱到熱流體的人口溢度,所以在選用冷卻介質(zhì)時(shí),必須充分注意這一條件.
用途
板式換熱器多作為液一誰(shuí)型換熱器,用于沮度<250℃的工況,對(duì)于介質(zhì)容易結(jié)垢或腐蝕性強(qiáng)需要經(jīng)常清洗的場(chǎng)合尤為適合,在化工、冶金.電力、紡織印染、啤酒飲料、集中供熱等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用.例如有色金屬電解液的處理,鋼鐵工業(yè)廢酸廢水的處理,以及熱力、液壓等部門采用板式換熱器.(下轉(zhuǎn)25頁(yè))