第三节板式换热器

1第三节板式换热器一、板式换热器的应用与结构5压板中间接管支架换热片密封圈冷热流体进出管1、板式换热器的组成67892、板式换热器工作原理1011二、板式换热器的特点1、传热效率高，∵K2、结构紧凑，占地面积小，但传热面积大3、适应性强，当需改变工艺条件即生产能力时，只需增建板片数即可4、适宜处理热敏性物料5、便于清洗，拆卸方便6、卫生安全。7、热利用率高，可同时进行加热与冷却。8、连续生产，劳动强度低9、密封圈宜脱落、产生泄漏。121314三、传热片结构1516单侧直流板17对角斜流板18角孔部位密封圈的结构19四、板式换热器的流程组合与表达方法1、板式换热器的流程（a）并联流程11块板、5流道、单程（b）串联流程11块板、单流道、5程20（c）混联流程21块板、5流道、2程212、板式换热器流程组合22式中：n1、n2——热流体的程数m1、m2——冷流体的程数a1、a2——热流体每程的流道数b1、b2——冷流体每程的流道数原则上分子为热流体，分母未冷流体3、流程组合表达式11221122nanambmb23B板式换热器代号波纹代号组合形式总换热面积m2设计压力Pa×105设计温度0C单片公称换热面积m2X——斜波纹R——人字波纹P——平直波纹J——锯齿形波纹五、板式换热器规格型号表达方法24例：下式为一板式换热器的型号，试问其反映了哪些技术参数？5353312081.0BR25六、板式换热器在工业生产中的应用26板式杀菌机流程271、热负荷计算Q=GC（t1-t2）2、流道数a的计算设流体在板间的流速为u则：ubhGa3600G——生产能力（kg/h）γ——比重（kg/m3）u——流体在板间的流速（m/s）b——换热面宽度（m）h——换热片两板间距（m）七、板式换热器的工艺计算283、确定换热面积AmtKQA4、确定换热片的数目Z式中：f——单片换热片的换热面积5、确定换热程数naZn2AZf例题：板式加热交换器用于某流体杀菌。热交换器由四段组成，两个加热段，用于流体的预热及杀菌；两个冷却段，分别用冷水及冰水将流体冷却。已知：（1）生产能力：10000kg/h（2）流体起始温度：t1=10℃，流体经冷水冷却段后的出口温度:t5=12℃；流体最终冷却温度:t6=4℃（3）杀菌温度：t3=72℃（4）热回收系数：ε=0.8（热回收系数为预热段热流体的热回收率)1312ttttεt2=t1+ε(t3-t1）K预=1315kcal/m2.h.℃K杀=16700kcal/m2.h.℃K冷水=1140kcal/m2.h.℃K盐水=960kcal/m2.h.℃29（5）冷却水进口温度:tB’=8℃，冷却水倍数:nB=3，（6）热水起始温度:tc’=74℃，热水倍数:nc=4（7)盐水起始温度:tp’=-5℃,盐水的平均比热Cp=0.8，盐水倍数:np=2（8)流体的平均比热C=0.94kcal/kg.℃，流体的平均比重:γ=1t/m3（9)流体的板间流速u=0.25m/s（10)传热版上流体流动宽度b=0.27m;两传热板间的间隙h=0.0028m（11）各段总换热系数盐水冷水流体进热水进流体出保温tc’=74℃tC”=?t3=72℃t2=?t3t1=10℃t4=?t5=12℃t6=4℃tp’=-5℃tp”=?tB”=?tB’=8℃预热段杀菌段盐水冷却段冷水冷却段3031解：1.确定计算必须的起始于终了温度（1）流体经预热后的温度t2t2=+（t3-t1）ε=10+（72-10）×0.8=59.6℃（2）菌后流体经热回收后的温度t4GC（t3-t4）=GC（t2-t1）t4=t3+t1–t2=72+10-59.6=22.4℃（3）热水出口温度tc”GC（t3-t2）=ncGC水（tc’-tc”）℃）（水1.716.59724194.074)(23'ttnCCttccc32（4）冷水出口温度tB”GC（t4-t5）=nBGC水（tB”-tB’）℃）（水3.11125.223194.08)(54'ttnCCttBBB（5）盐水出口温度tp”GC（t5-t6）=npGCp（tp”-tp’）℃）（4.041228.094.05)(65'ttnpCCttppp332.确定平均温差（1）预热段平均温差℃预热4.1224.124.12mt（2）杀菌段平均温差1022.459.67212.412.459.671.17411.5272℃杀菌4.525.11ln25.11ln2121tttttm（2）杀菌段平均温差59.671.17411.527234（3）冷水段平均温差81222.4411.111.3℃冷水7411ln411ln2121tttttm（4）盐水段平均温差-54-0.412912.4℃盐水7.10294.12mt353.热负荷计算（1）Q预=GC(t2-t1）=466500千卡/时（2）Q杀=GC(t3-t2）=116600千卡/时（3）Q冷水=GC(t4-t5）=97800千卡/时（4）Q盐水=GC(t5-t6）=75200千卡/时4.流道数计算7.140028.027.025.036001000100003600ubhGa取a=15365.传热面积计算mtKQA26.284.121315466500mtKQAm预热275.134.51670116600mtKQAm杀菌22.127114097800mtKQAm冷水232.77.1096075200mtKQAm盐水376.确定换热片的数目ZAZf（块）预热1432.06.28fAZf=0.2m2（块）杀菌692.075.13fAZ（块）冷水612.02.12fAZ（块）盐水372.032.7fAZ387.确定换热程数naZn2576.41521432aZn预热33.2152692aZn杀菌203.2152612aZn冷水123.1152372aZn盐水8.流程组合表达式1511513011522322153155155