Meningkatkan kecekapan pemindahan haba penukar haba plat
1. Arah reka bentuk penukar haba plat yang optimum
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi penukar haba plat menjadi semakin matang, dengan kecekapan pemindahan haba yang tinggi, ukuran kecil, ringan, pekali pelekapan rendah, pembongkaran mudah, pelbagai jenis plat, dan berbagai aplikasi. Ia telah digunakan secara meluas dalam industri pemanasan. Penukar haba plat dibahagikan kepada jenis yang boleh dilepas, jenis dikimpal, jenis brazed, jenis shell-plate, dan lain-lain mengikut kaedah pemasangan. Oleh kerana penukar haba plat yang mudah dilepas senang dibongkar dan dibersihkan, fleksibel untuk menambah atau mengurangkan kawasan penukar haba, dan ia digunakan lebih banyak dalam projek pemanasan. Penukar haba plat yang dilepas dibatasi oleh suhu tahan panas gasket penukar haba, dan sesuai untuk pemindahan haba air ke air.
Meningkatkan kecekapan penukar haba plat adalah masalah faedah ekonomi yang komprehensif, yang harus ditentukan setelah perbandingan teknikal dan ekonomi. Meningkatkan kecekapan pemindahan haba penukar haba dan mengurangkan rintangan penukar haba harus dipertimbangkan pada masa yang sama, dan bahan plat penukar haba dan bahan gasket penukar panas dan kaedah pemasangan harus dipilih secara wajar untuk memastikan operasi peralatan yang selamat dan memanjangkan jangka hayat penggunaan peralatan.
2. Kaedah reka bentuk penukar haba plat yang optimum
2.1 Meningkatkan kecekapan pemindahan haba
Penukar haba plat adalah penukar haba dinding ke dinding. Cecair panas dan sejuk memindahkan haba melalui plat penukar haba, dan cecair tersebut secara langsung menghubungi plat penukar haba. Kaedah pemindahan haba adalah pengalihan haba dan pemindahan haba perolakan. Kunci untuk meningkatkan kecekapan pemindahan haba penukar haba plat adalah dengan meningkatkan pekali pemindahan haba dan perbezaan suhu purata logaritmik.
① Untuk meningkatkan pekali pemindahan haba penukar haba hanya dapat meningkatkan pekali pemindahan haba permukaan pada kedua sisi plat pada masa yang sama, mengurangkan rintangan haba lapisan fouling, pilih plat penukar haba dengan kekonduksian terma yang tinggi, dan mengurangkan plat penukar haba Ketebalan dapat meningkatkan pekali pemindahan haba penukar haba plat dengan berkesan.
a. Tingkatkan pekali pemindahan haba permukaan plat penukar haba
Kerana penolakan penukar haba plat dapat menjadikan bendalir menghasilkan pergolakan pada kadar aliran kecil (Reynolds number-150), ia dapat memperoleh pekali pemindahan haba permukaan yang lebih tinggi, pekali pemindahan haba permukaan dan geometri pelekap plat penukar panas Strukturnya berkaitan dengan keadaan aliran medium. Bentuk gelombang plat penukar haba merangkumi tulang herring, lurus, sfera dan sebagainya. Setelah bertahun-tahun melakukan penyelidikan dan eksperimen, didapati bahawa bentuk keratan rentas bergelombang adalah segitiga (pekali pemindahan haba permukaan sinusoidal adalah yang terbesar, penurunan tekanan kecil, taburan tekanan seragam di bawah tekanan, tetapi proses sukar?) Plat herringbone mempunyai transmisi permukaan yang lebih tinggi. Pekali haba,
b. Kurangkan ketahanan haba lapisan kotoran
Kunci untuk mengurangkan rintangan haba lapisan pengotor penukar haba adalah untuk mengelakkan pencemaran plat penukar haba. Apabila ketebalan pelekap plat penukar haba adalah 1 mm, pekali pemindahan haba dikurangkan sekitar 10%. Oleh itu, penjagaan mesti diambil untuk memantau kualiti air di kedua sisi penukar haba untuk mengelakkan pencemaran plat penukar haba dan mengelakkan kotoran di dalam air melekat pada plat. Untuk mengelakkan pencurian air dan kakisan bahagian keluli, beberapa unit pemanasan menambahkan bahan kimia ke medium pemanasan. Oleh itu, perhatian mesti diberikan kepada kualiti air dan pelekat yang menyebabkan serpihan mencemari plat penukar haba. Sekiranya terdapat serpihan likat di dalam air, penapis khas harus digunakan untuk rawatan. Semasa memilih ubat,
c. Gunakan plat penukar haba dengan kekonduksian terma yang tinggi
Bahan plat penukar haba boleh dipilih dari keluli tahan karat austenit, aloi titanium, aloi tembaga, dan lain-lain. Keluli tahan karat mempunyai kekonduksian terma yang baik, dengan kekonduksian terma sekitar 14.4 W / (m • K), kekuatan tinggi, setem yang baik prestasi, dan tidak mudah dioksidakan. Harganya lebih rendah daripada aloi titanium dan aloi tembaga. Ia paling banyak digunakan dalam teknik pemanasan, tetapi ketahanannya yang lemah terhadap kakisan ion klorida.
d. Kurangkan ketebalan plat penukar haba
Ketebalan reka bentuk plat penukar haba tidak ada kaitan dengan ketahanan kakisannya, tetapi berkaitan dengan daya tahan tekanan penukar haba. Plat penukar haba menebal, yang dapat meningkatkan daya tahan tekanan penukar haba plat. Apabila gabungan plat herringbone diadopsi, plat penukar haba yang bersebelahan terbalik, dan lekukan bersentuhan antara satu sama lain, membentuk titik tumpu dengan ketumpatan tinggi dan pengedaran seragam. Peranti mempunyai daya tahan tekanan yang baik. Kapasiti penekan tekanan maksimum penukar haba plat yang boleh dilepas telah mencapai 2.5 MPa. Ketebalan plat penukar haba mempunyai pengaruh besar pada pekali pemindahan haba, ketebalannya dikurangkan sebanyak 0.1mm, jumlah pekali pemindahan haba penukar haba plat simetri meningkat sekitar 600W / (m • K), dan jenis asimetris meningkat sekitar 500 W / (m • K). Pada premis memenuhi kapasiti penanggung panas penahan tekanan, ketebalan plat penukar haba harus sekecil mungkin.
② Meningkatkan perbezaan suhu min logaritma
Corak aliran penukar haba plat adalah arus kontra, arus bersama dan aliran campuran (kedua-dua arus arus dan arus bersama). Di bawah keadaan kerja yang sama, perbezaan suhu purata logaritmik adalah yang terbesar dalam aliran arus dan terkecil dalam aliran hilir, dan corak aliran campuran berada di antara keduanya. Kaedah untuk meningkatkan perbezaan suhu min logaritmik penukar haba adalah dengan menggunakan arus kontra atau mendekati aliran campuran kontra sebanyak mungkin, meningkatkan suhu cecair di sisi panas sebanyak mungkin, dan mengurangkan suhu cecair di sebelah sejuk.
③ Penentuan kedudukan paip masuk dan keluar
Untuk penukar haba plat yang disusun dalam satu proses, untuk penyelenggaraan yang mudah, paip masuk dan keluar bendalir hendaklah disusun di sisi plat akhir penukar haba sebanyak mungkin. Semakin besar perbezaan suhu medium, semakin kuat perolakan semula jadi cecair, dan semakin jelas pengaruh zon genangan. Oleh itu, kedudukan masuk dan keluar media harus disusun sesuai dengan bendalir panas ke atas dan ke bawah, dan cecair sejuk masuk dan keluar untuk mengurangkan pengaruh zon bertakung. , Meningkatkan kecekapan pemindahan haba.
2.2 Kaedah untuk mengurangkan ketahanan penukar haba plat
Meningkatkan kecepatan aliran rata-rata medium dalam saluran aliran antara plat penukar haba dapat meningkatkan pekali pemindahan haba dan mengurangkan luas penukar haba. Walau bagaimanapun, peningkatan kadar aliran akan meningkatkan rintangan penukar haba dan meningkatkan penggunaan kuasa pam edaran dan kos peralatan. Penggunaan kuasa pam edaran berkadar dengan kuasa ketiga dari kadar aliran sederhana. Adalah tidak ekonomik untuk meningkatkan kadar aliran untuk mendapatkan pekali pemindahan haba yang sedikit lebih tinggi. Apabila aliran media sejuk dan panas agak besar, kaedah berikut dapat digunakan untuk mengurangkan rintangan penukar haba plat dan memastikan pekali pemindahan haba yang lebih tinggi.
① Mengamalkan plat pencampuran termal
Struktur geometri peralihan pada kedua-dua sisi plat pencampuran haba adalah sama. Plat penukar haba dibahagikan kepada plat keras (H) dan plat lembut (L) mengikut sudut peregangan tulang herring. Sudut (biasanya 120. Tentang) lebih besar daripada 90. Ini adalah papan yang kaku, dan sudut yang disertakan (biasanya 70. Tentang) kurang dari 90. Untuk papan lembut. Pekali pemindahan haba permukaan plat keras plat pencampuran termal tinggi, dan rintangan bendalir besar, sedangkan plat lembut adalah sebaliknya. Gabungan papan keras dan papan lembut dapat membentuk pelari tinggi (HH), sederhana (HL), dan rendah (LL) untuk memenuhi keperluan keadaan kerja yang berbeza.
Apabila aliran medium sejuk dan panas agak besar, penggunaan plat pencampuran haba dapat mengurangkan kawasan plat daripada penukar haba proses tunggal simetris. Diameter lubang di bahagian panas dan sejuk plat pencampuran panas biasanya sama. Apabila nisbah aliran medium sejuk dan panas terlalu besar, kehilangan tekanan lubang pada bahagian medium sejuk adalah besar. Di samping itu, sukar untuk mencapai padanan tepat dengan teknologi reka bentuk plat pencampuran termal, yang sering menghasilkan penjimatan kawasan plat yang terhad. Oleh itu, tidak sesuai menggunakan plat pencampuran panas apabila nisbah aliran medium sejuk dan panas terlalu besar.
② Mengamalkan penukar haba plat tidak simetri
Penukar haba plat simetri terdiri daripada plat dengan geometri bergelombang yang sama di kedua-dua sisi plat penukar haba, membentuk penukar haba plat dengan luas penampang sama pelari sejuk dan panas. Penukar haba plat asimetrik (kawasan penampang tidak sama) mengubah geometri gelombang kedua-dua sisi plat mengikut ciri pemindahan haba dan keperluan penurunan tekanan cecair sejuk dan panas untuk membentuk penukar haba plat dengan kawasan keratan rentas yang tidak sama dari pelari sejuk dan panas, Diameter masuk di sisi pelari lebar lebih besar. Pekali pemindahan haba penukar haba plat asimetri menurun sedikit, dan penurunan tekanan sangat berkurang. Apabila aliran sejuk dan medium pemanasan agak besar,
③ Mengamalkan gabungan pelbagai proses
Apabila kadar aliran medium sejuk dan panas besar, kombinasi beberapa proses dapat digunakan, dan lebih banyak proses digunakan di sisi laju aliran kecil untuk meningkatkan laju aliran dan memperoleh pekali pemindahan haba yang lebih tinggi. Bahagian aliran besar menggunakan proses yang lebih sedikit untuk mengurangkan rintangan penukar haba plat. Corak aliran campuran muncul dalam kombinasi beberapa proses, dan perbezaan suhu pemindahan haba rata-rata sedikit lebih rendah. Kedua-dua plat hujung tetap dan plat akhir yang dapat digerakkan dari penukar haba plat yang mengambil alih gabungan pelbagai proses, yang memerlukan banyak kerja semasa penyelenggaraan.
④ Tetapkan paip pintas penukar haba
Apabila aliran medium sejuk dan panas agak besar, paip pintasan dapat dipasang di antara saluran masuk dan keluar penukar panas di sisi aliran besar untuk mengurangkan aliran ke penukar panas dan mengurangkan rintangan. Untuk memudahkan penyesuaian, injap pengatur harus dipasang pada paip pintasan. Kaedah ini harus menggunakan pengaturan kontra arus untuk menjadikan suhu medium sejuk yang keluar dari penukar haba plat lebih tinggi, dan untuk memastikan bahawa suhu medium sejuk setelah saluran keluar penukar panas bergabung dapat memenuhi keperluan reka bentuk. Paip pintasan penukar haba dapat memastikan bahawa penukar haba mempunyai pekali pemindahan haba yang lebih tinggi dan mengurangkan rintangan penukar haba, tetapi penyesuaiannya sedikit lebih rumit.
⑤ Pemilihan bentuk penukar haba plat
Halaju aliran rata-rata medium dalam saluran aliran antara plat penukar haba lebih disukai 0.3 hingga 0.6 m / s, dan rintangan lebih disukai tidak lebih dari 100 kPa. Mengikut nisbah aliran media sejuk dan haba yang berbeza, bentuk penukar haba plat berbeza.
2.3 Bahan dan kaedah pemasangan gasket penukar haba
① Pemilihan bahan
Dalam penukar haba plat air-air, media sejuk dan panas tidak menghakis gasket penukar haba. Kunci untuk memilih bahan gasket penukar haba adalah ketahanan suhu dan prestasi kedap. Bahan gasket penukar haba boleh dipilih mengikut literatur.
② Pilihan kaedah pemasangan
Kaedah pemasangan gasket penukar haba yang biasa digunakan adalah jenis ikatan dan jenis snap-in. Jenis ikatan adalah apabila penukar haba plat dipasang, gasket penukar panas dilekatkan ke alur kedap plat penukar panas. Jenis snap-in adalah menggunakan gasket penukar haba dan struktur snap di tepi plat untuk memasang gasket penukar panas di alur kedap plat penukar panas ketika penukar haba plat dipasang. Oleh kerana beban kerja pemasangan snap-in yang kecil, kadar kerosakan gasket penukar panas rendah apabila penukar haba plat dibongkar, dan tidak ada ion klorida yang mungkin terkandung di dalam gam sehingga menyebabkan kakisan pada plat penukar haba, jadi ia lebih banyak digunakan.
2.4 Pemilihan bahan plat penukar haba yang berpatutan
Fenomena kegagalan kakisan plat keluli tahan karat boleh menyebabkan kakisan bit, kakisan celah, kakisan tegangan, kakisan antaragranular, kakisan seragam, dan lain-lain, dan kejadian kakisan tekanan agak tinggi.
