板式換熱器的傳熱系數(shù)和阻力分析以及計(jì)算方法

　　什么是板式換熱器

　　板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)板片進(jìn)行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進(jìn)行熱交換的理想設(shè)備。它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、應(yīng)用廣泛、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90%以上。

　　板式換熱器的型式主要有框架式（可拆卸式）和釬焊式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。

　　板式換熱器的傳熱系數(shù)和阻力分析

　　換熱器中常使用換熱器的“傳熱而積”和“傳熱系數(shù)”述語(yǔ)，這是一種習(xí)慣的有特定含義的名稱。因?yàn)閾Q熱器間壁兩側(cè)的表面積可能不同，所謂“換熱器的傳熱面積”實(shí)際上指約定的某一側(cè)的表而積，習(xí)慣上一般把換熱系數(shù)較小的一側(cè)的流體所接觸的壁面表面積稱為該換熱器的傳熱面積，相對(duì)于該傳熱而積，單位時(shí)間、單位而積、在單位溫差下所傳遞的熱流量，稱為該換熱器的傳熱而積，因此傳熱系數(shù)也是相對(duì)于約定的某一側(cè)的表而積而言的。在換熱器結(jié)構(gòu)和估算中使用“傳熱而積”和“傳熱系數(shù)”是方便的。而在換算器傳熱分析中，則用傳熱熱阻1/（KA）。板式換熱器的熱阻計(jì)算式如下：

　　1/KA=1/AW （1/ 1+yF1+8/h+yF2+1/2）

　　式中，K——傳熱系數(shù)，W/ m2C

　　A——表面積，m2

　　AW——平壁面積，m2

　　8—板片厚度，m2 C/W

　　yF——污垢系數(shù)，m:C / W。

　　下標(biāo)： 1一與流體1接觸側(cè); 2一與流體2接觸側(cè)。

　　換熱系數(shù)

　　1、對(duì)于紊流狀態(tài)，不同形狀板片的換熱規(guī)律，一般可歸納為如下形式，

　　Nu=CRcPrm （u / Hw） P

　　式中，Nu 及Re 中的特征尺寸用當(dāng)量直徑d，d=4Wb /（2W+2b）

　　W——板 片寬 度，m;

　　b——板片間距，m

　　c、n、m、p值的大致范圍如下：

　　c=0.15~0.40，n=0.65~0.85

　　m=0.30~0.45 （通常用1/ 3），p=0.05~0.20

　　臨介雷諾數(shù)在10~400左右，取決于板片形狀。

　　2、對(duì)于層流狀態(tài)，板片的換熱規(guī)律可歸納為：

　　Nu=C （RePrd/L）n（u/pw） p

　　式中，c。n、p 值的范圍一般為c= 1.86~4.50，n=0.25~0.33，p=0.1~0.2

　　（通常為0.14）

　　L——板片長(zhǎng)度，m。

　　由于板片形狀復(fù)雜，必須根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定所得的換熱規(guī)律，作為該板片換熱器傳熱計(jì)算的依據(jù)。