板式換熱器選型及換熱面積的選擇需要考慮諸多因素,例如一二次網(wǎng)流量,總熱負荷,一二次網(wǎng)溫差,以及熱交換前后的溫差等等。
1、板式換熱器面積選擇
1)熱負荷:
Q=q1ρ1CP1(T1-T2)/3.6=q2ρ2CP2(t2-t1)/3.6
其中:Q--熱負荷,單位W
q1--熱介質流量,單位m3/h
q2--冷介質流量,單位m3/h
ρ1--熱介質密度,單位kg/m3
ρ2--冷介質密度,單位kg/m3
CP1--熱介質比熱容,單位KJ/KG℃
CP2--冷介質比熱容,單位KJ/KG℃
T1--熱介質進口溫度,單位℃
T2--熱介質出口溫度,單位℃
t1--冷介質進口溫度,單位℃
t2--冷介質出口溫度,單位℃
2)流量
q1=3.6Q/ρ1CP1(T1-T2) q2=3.6Q/ρ2CP2(t2-t1)
3)對數(shù)平均溫差
求平均溫度差Δtm:Δtm=[( T1-t2)-( T2-t1)]/ln[(T1-t2)/(T2-t1)]。單位℃
當熱介質進出口溫差與冷介質進出口溫差相同時采用算數(shù)平均溫差
Δtam=[(T1-t2)+(T2-t1)]/2。單位℃
4)換熱面積
F=uQ/KΔtm
其中,u--裕度系數(shù)或阻垢系數(shù),1.05-1.18
K--傳熱系數(shù),單位W/m℃
一般板間流速為0.4-0.8時,可按照下面數(shù)值選取
水--水,水--蒸汽:3000---5000
機油--水: 400-1000
機油--機油: 200-500
當計算出需要的換熱面積時,還需要考慮介質流量與換熱器的關系,一般來說,淇海換熱器板間流速0.4-0.8m/s時,換熱器有較好的換熱效果。流速過大,則阻力大。流速過小,流道內流體流動不能形成湍流,邊角處易形成死區(qū),換熱效果不好。因此應根據(jù)介質流量大小來選擇流程數(shù),是介質內流速接近0.45m/s,以獲得最佳的換熱效果。可參考站內產(chǎn)品展示--板式換熱器 中的樣本表格查找換熱器在指定流速下能通過的流量,當流量較小時,可增加流程數(shù)來提高流速。例如當所確定的換熱面積在表中所對應的流量比實際應用大一倍時,可采用雙流程組合形式,流道內流速增加一倍,以達到合適的流速。冷熱流道皆可采用不相等的流程數(shù),但最好流程數(shù)相等。這樣冷熱流道流體可始終保持逆向流動,獲得最佳的換熱效果。
最后,在考慮流量與面積的關系后,最后要考慮的是單板換熱面積與整體的關系,單板換熱面積過小,則換熱器片數(shù)增加,且角孔較小,阻力過大。而單板面積過大時,板間流速又會過快,一般來說,小板型換熱器(M24以下)單機裝片不宜超過130片,而隨著板型增大,單機裝片可逐漸增加。