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板式换热器的特点与优化设计浅析

发布时间:2019-06-11 02:13:05 文章来源:工具之家    

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鲍立伟

摘 yao:banshi换reqi是将来换re器进步deyi个zhu要趋势文章针对板shihuan热器dete征jigailiangsheji展开了简明de描述

关键词:板式huanre器;优化sheji;特点

DOI:1.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.015

0 前言

我国经济正处yu快速发展de阶段各xing业de发展都取得了显著de提升,但是在板式换热器制造业而言,qi发展并未取dexiangying的速度he进展,仍然yi常规性的经验式生产wei主流mo式,并未能赶上国际先进的水平与模式,极大的约shu了板式换热器制造ling域的进一步发展壮大。

1 板式换热器概述

1.1 zhu要优点fenxi

di一,板式换热器在换热器领域属于体积最小的种类,因此其内部的结构极wei细小和精mi,对生产水平要求很高。

di二,为了提高换热器的工作效率,在工作过程zhong此类型dehuan热器利用垫piantixishi现工作内空间与daqi空间的阻隔。

第san半焊式与可拆式板式换热器拥you比较强的适应功能。

第四,因为它ju备较高的导热参数、优越的流量比特点bu但是反向流动的,还可筛选较di的导热温差,所yi热hui收率较高。

第五,如果有比较低的雷诺数,在板片间流动的介质很容易构成涡流,you于板片的摩擦系数较少,污垢极少在其上面形成,所yidao热效率较高。

第六,精密的结构保zheng了其高效的使用效果,更小的体积提高了其在jian筑领域的使用范围,并且能够有效的控制施工与后期weihu成本。

1.2 当前存在的缺陷分析

首先,板式换热器本身的xingneng很优越,但是工作性能本身受到外界环境的影响很大,以垫片为libu同垫片对温度的敏感性不同,就导致板式换热器对温度的敏感性差异,耐热性高的垫片能够更好的适应高温环境需要,但是耐热性高的垫片本身弹性性能不高,使得板式換热器能够承受的工作压力较低。

其次,板式换热器依赖于垫片体系来实现封闭性环境,因此垫片压力很难实现绝对性的密封,换热器本身工作压力上限zhi较低。

第三,因为板式换热器板间tonglu不太宽,一般是3mm-5mm,当换热介质中有一xie较大的纤维物质huogu体颗粒时,就会将板间tong路堵住,所以,极易堵住通路的介质换热不适用于板式换热器,在此种状况xia,需要yunyong再生冷凝体系,或者将过滤器安置于入口处。

2 板式换热器的优化设ji

2.1 常规设ji

板式换热器设ji中的最关键点就是运suan,其中包含压力及传热运算zhe两项关键内容。板式换热器设计的运算有别于传tong意义上的管壳式换热器。它不必专门设计某些构部件,通常只要不超出压力极限就行,在设计进程中也不需要校正强度。它仅仅需要的是高效组he板片,要对其展开压降和传热运算,来求出所需的板片数量及zhengti传热面积。

具体的分析与计算时,kao虑到压降和热传导性能的紧密关系,所以重点采集的数据为进出口的温度和流体qing况,在进行设计时涉及到的主要参数为导热面积、型号、规格等,具体计算时,还要采集如下详实的ziliao:

第一,适合换热器原材料的温度范围与承压的上限等;

第二,常规工作环境中的各种参数采集guan于设计与性能的参数都进行采集,并采用定期采集和sui机采集两种方法收集数据;

第三,利用不同的方式来制作能够体现传热器性能的图文资料;

对设计的参数进行计算验证时,需要具体的选择换热器的型号和材质,然后在具体换热器的参照下进行相关参数的运算与验证,并分析运行状态下的各种参数对设备的影响,探讨是否符合设计的预期和使用的需求。如果参数的计算结果超出了预计值和设备使用的承载上限,那么必须重新选取参数和型号,再次利用具体的换热器进行计算验证,通过houfang可投入生产。

2.2 优化设计

所谓的gai良设计就是以板式换热器具备一些要求为准,有几个或一个比较li想的参数。改良设计就是以最优秀的数学理论为基础,在计算机技术的tui动下获得了长足的进步,通过电脑将理想的预案gei设计出来,它是电脑辅助设计的一项中心技术与主要分支。通常要将设计划分为以下几步:

第一,目标的明确:目标在实际问题产生bian动的qing况下所产生的gaibian,可是,一般来讲,换热器的改良设计目标通常是经济性。

第二,决策变量的明确:以使目标函数获得最小值或者是最大值。

第三,制约条件的明确:制约条件可分为不等式制约条件与等式制约条件。在一些特殊的情况以下,可以产生不存有制约的最优化状况。

第四,准确描述换执器里的进程关系式,以获得既定的输入及输出。所有的改良设计应当以一系列相关联的几何物理量为基础。所以要求设计的类型不相同,或许这些量就会不同,可是,无论怎样的改良设计,都要划分为未给定量及给定量。应当在设计时要选择最优未给定量,进而让目标函数达到最为理想值。

第五,通过优化变量体系与改进约束体系来实现整体性能的提升,这在理论ceng面主要是对各类关系的梳理和整体性的结构优化,cong而实现更为精准的约束条件设置,降低外部因素对其性能的影响,实现外部对其性能的需求。

第六,依靠最先进的数学办法,在电脑上展开智能化的设计,以获得最优的解。在展开改良设计时,有很多的目标函数可供参考使用,将其划分为以下几类bu光可以对一台换热器展开最优化的核算与设定,在特殊的情况下,还能改良运算并对换热器体系进行经jiping估。对正在使用或原先的换热器,将最为经济的余热hui收与操纵环境运算出来。对达到某个共同目标的新换热器获得维护、操作、折旧、投资等费用最为实惠的换热器材料,构造和型式。在进行计算的时候,应当符合约束条件,比如结构大小的制约,压降或者是流速的制约等。如果目标函数是换热器的耗资,所有的板片能够结合经验,基本上能够获得下面的。在雷诺数改变的影响下,所有板片的耗资都会发展改变,然而zhong究有一个最优的雷诺数,这样,在这个雷诺数之下运转工作流体是最为经济的,耗资最少。

3 总结

我国板式换热器的设jixiang关的理论研究及设计实践还存在较大的发展空间。设计理论是热力学理论及系统性理论的有效结合。

参考文献:

[1]任改霞,zhao锋.板式换热器在电厂中的应用研究[J].山西建筑,2014(02):23.

[2]丰洋.阿法拉伐公司推出新的节能板式换热器[J].化工装备技术,2012(01):90.

[3]邵拥军,逯凯霄,张文林.板式换热器的特点与优化设计[J].广州化工,2012(06):12.endprint

山东工业技术 2017年22期

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