板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备。尽 管其开展已有近百年前史,且在国民经济的少数部门(如食物、制药)有着比较广泛的运用,可是因为 耐温、耐压、耐腐蚀才干而制约其在各个部门的全面推广和运用。进入80年代以来,因为制作技能、 垫片材料的不断进步以及传热理论的不断完善,板式换热器的运用越来越遭到工业生产部门的注重。
要断定一项强化传热新技能是否先进,有必要对其进行评估。但在实践的运用中,出现了多种评估强化传热的办法与评估目标。有人主张选用换热量Q与耗费的泵(或风机)的功率N的比值,即能量系数作为评估目标,相似的也广泛选用K/ΔP以及无因次化的Nu/ζ来进行评估,为了更精确地反映强化传热的功能,进一步也可以运用K/ΔP1/3及Nu/ζ1/3作为目标。随着传热技能的开展,换热器日益向体积小、重量轻的方向开展,一起在进步效率的前提下,要求操作费用下降。在归纳剖析的根底上,提出了一套较为完好的功能评估数据,即保持运送功率、传热面积、传热负荷3要素中的两要素不变,比较第3要素的巨细以鉴定传热功能的好坏。
这些评估都只是剖析换热器的能量在数量上变换、传递、运用和丢失的状况,即以热力学第一定律为根底。为了更精确地反映热量交流进程能量在质量上的丢失,在理论研讨中也提出了许多根据热力学第二定律的评估办法,即剖析换热器中火用的变换、传递、运用和丢失的状况。而进行技能推广运用时,还应考虑选用强化换热技能后管子等价格的添加和运转费用的改变,运用经济核算的办法进行评估,即热经济学的评估办法。
而在实践的运用进程中,进行强化传热新技能、新办法的研讨更多选用简略易用的单一参数K,ΔP以及单一参数组合而成的K/ΔP,K/ΔP1/3来进行评估[9～11]。而根据热力学第二定律的办法在规划进程中可用来判别换热器的功能,作为进一步改进的根据,但在工程上缺少实用性。
a.进步板片的外表传热系数
因为板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下发生湍流( 雷诺数一1 5 0时 )，因而能获得较高的外表传热系数， 外表传热系数与板片波纹的几许结构以及介质的流动状况有关。板片的波形包含人字形、 平直形、 球形等。通过多年的研讨和试验发现，波纹断面形状为三角形 ( 正弦形外表传热系数最大，压力降较小，受压时应力散布均匀，但加工困难…) 的人字形板片具有较高的外表传热系数，且波纹的夹角越大，板间流道内介质流速越高，外表传热系数越大。
b.减小尘垢层热阻
减小换热器的尘垢层热阻的关键是避免板片结垢。板片结垢厚度为1mm时，传热系数下降约10％。因而，有必要留意监测换热器冷热两边的水质，避免板片结垢，并避免水中杂物附着在板片上。有些供热单位为避免盗水及钢件腐蚀，在供热介质中添加药剂，因而有必要留意水质和黏性药剂引起杂物沾污换热器板片。如果水中有黏性杂物，应选用专用过滤器进行处理。选用药剂时，宜挑选无黏性的药剂。
c.选用热导率高的板片
板片原料可挑选奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。不锈钢的导热功能好，热导率约14.4W／( m·K)，强度高，冲压功能好，不易被氧化，价格比钛合金和铜合金低，供热工程中运用最多，但其耐氯离子腐蚀的才干差。
d.减小板片厚度
换热器板片的规划厚度与其耐腐蚀功能无关， 与换热器的承压才干有关。板片加厚， 能进步换热器的承压才干。选用人字形板片组合时，相邻板片彼此倒置，波纹彼此触摸，形成了密度大、散布均匀的支点，板片角孑L及边缘密封结构已逐步完善，使换热器具有很好的承压才干。国产可拆式板式换热器最大承压才干已达到了2.5M P a 。板片厚度对传热系数影响很大，厚度减小 0.1mm，对称型板式换热器的总传热系数约添加 6 0 0W／( m ·K)，非对称型约添加500W／( m·K) ¨ 。在满意换热器承压才干的前提下，应尽量选用较小的板片厚度。
总而言之，只要一起进步板片冷热两边的外表传热系数，减小尘垢层热阻，选用热导率高的板片，减小板片的厚度，才干有用进步换热器的传热系数。