換熱器是間壁熱傳導(dǎo)換熱器。冷介質(zhì)根據(jù)換熱器板的熱傳導(dǎo),液體與板接觸。傳熱方式是導(dǎo)熱和穩(wěn)定傳熱。提高板式換熱器換熱效率的關(guān)鍵是提高導(dǎo)熱系數(shù)和對數(shù)的平均溫差。
(1)提高復(fù)合相變換熱器的導(dǎo)熱系數(shù)
只有提高板冷熱交替兩側(cè)的表面熱系數(shù),降低水垢層的傳熱系數(shù),使用導(dǎo)熱系數(shù)強的板,降低板厚度,才能有效提高換熱器的導(dǎo)熱系數(shù)。
①提升板板表面的導(dǎo)熱系數(shù)
由于板式換熱器的波浪圖案可以使液體在相對較小的流速下滲透,因此可以獲得較高的表面導(dǎo)熱系數(shù)。表面導(dǎo)熱系數(shù)與板波浪圖案的幾何結(jié)構(gòu)和介質(zhì)流狀態(tài)有關(guān)。板的波形包括人字、垂直形、球形等。經(jīng)過多年的研究和實驗,發(fā)現(xiàn)波浪圖案結(jié)構(gòu)形式為三角形的人字板具有較高的表面導(dǎo)熱系數(shù),波浪圖案的角度越多,板間通過流道的媒體流速越大,表面導(dǎo)熱系數(shù)越多;
②減少污漬層的傳熱系數(shù)
減少復(fù)合相變換熱器污漬層傳熱系數(shù)的關(guān)鍵是避免板結(jié)構(gòu)。當(dāng)板結(jié)構(gòu)厚度為1mm時,導(dǎo)熱系數(shù)降低約10%。因此,要注意監(jiān)測換熱器冷熱交替兩側(cè)的水體,避免板結(jié)構(gòu),避免水中污垢粘在板上。為了避免水和鑄鐵的侵蝕,一些加熱單位在加熱介質(zhì)中加入藥物。因此,應(yīng)注意水質(zhì)和粘性藥物對換熱器板造成污染。如果水中有粘性污垢,應(yīng)使用專用過濾裝置進(jìn)行處理。使用藥物時,應(yīng)選擇無粘性藥物;
③導(dǎo)熱系數(shù)強的板
板材材料可選用低合金鋼、鈦金屬、鋼合金等,不銹鋼材料導(dǎo)熱性好,導(dǎo)熱系數(shù)約14.4W/(mk),強度高,沖壓性能好,不易發(fā)生氧化反應(yīng),價格低于鈦金屬和合金銅,但耐氯離子腐蝕性差;
④減少薄板厚度
板設(shè)計厚度與耐腐蝕性無關(guān),與換熱器壓力有關(guān),板加厚,可提高換熱器壓力,選擇人字板組成,相鄰板相互反轉(zhuǎn),波浪接觸,構(gòu)成高密度、均勻一致的指導(dǎo),板角和邊緣密封設(shè)計不斷改進(jìn),使換熱器承受壓力很好,在滿足換熱器壓力的前提下,應(yīng)盡量選擇較小的板厚度;
(2)提高對數(shù)平均溫差
板式熱交換器流形有倒流、順流和混合流。在相同條件下,倒流時對數(shù)平均溫差較大,順流時至少,混合流型在兩者之間。提高熱交換器對數(shù)平均溫差的方法是盡量選擇倒流或超過倒流的混合流型,盡量避免提高熱側(cè)液體溫度,降低冷側(cè)液體溫度。
(3)進(jìn)出口貿(mào)易管理區(qū)域明確
與單步安排的板式熱交換器相比,為了維護(hù)方便,液體進(jìn)出口貿(mào)易管應(yīng)盡可能設(shè)置在熱交換器連接端的一側(cè)。介質(zhì)溫差越大,流體自然對流越高,停留佩戴的危害越明顯。因此,物質(zhì)進(jìn)出口貿(mào)易位置應(yīng)根據(jù)熱流體進(jìn)出,冷液體進(jìn)出布局,以減少停留佩戴的危害,提高換熱效率。