板式冷卻器是問壁傳熱式冷卻器,冷熱流體通過冷卻器板片傳熱,流體與板片直接接觸,傳熱方式為熱傳導(dǎo)和對流傳熱.提高板式冷卻器傳熱效率的關(guān)鍵是提高傳熱系數(shù)和對數(shù)平均溫差.提高冷卻器傳熱系數(shù)只有同時(shí)提高板片冷熱兩側(cè)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),減小污垢層熱阻,選用熱導(dǎo)率高的板片,減小板片的厚度,才能有效提高冷卻器的傳熱系數(shù).
a.提高板片的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由于板式冷卻器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流(雷諾數(shù)一150時(shí)),因此能獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)以及介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān).板片的波形包括人字形、平直形、球形等.
經(jīng)過多年的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),波紋斷面形狀為三角形(正弦形表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)最大,壓力降較小,受壓時(shí)應(yīng)力分布均勻,但加工困難的人字形板片具有較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),且波紋的夾角越大,板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大.
b.減小污垢層熱阻減小冷卻器的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)垢.板片結(jié)垢厚度為1mm時(shí),傳熱系數(shù)降低約10%.因此,必須注意監(jiān)測冷卻器冷熱兩側(cè)的水質(zhì),防止板片結(jié)垢,并防止水中雜物附著在板片上.
有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕,在供熱介質(zhì)中添加藥劑,因此必須注意水質(zhì)和黏性藥劑引起雜物沾污冷卻器板片.如果水中有黏性雜物,應(yīng)采用專用過濾器進(jìn)行處理.選用藥劑時(shí),宜選擇無黏性的藥劑.
c.選用熱導(dǎo)率高的板片板片材質(zhì)可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、銅合金等.不銹鋼的導(dǎo)熱性能好,熱導(dǎo)率約14.4W/(m·K),強(qiáng)度高,沖壓性能好,不易被氧化,價(jià)格比鈦合金和銅合金低,供熱工程中使用最多,但其耐氯離子腐蝕的能力差.
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