课程设计_板式换热器..doc

一、 设计方案简介 3 1. 板式换热器简介 3 1.1. 板式换热器的基本结构 3 1.2. 板式换热器的 3 1.2.1. 优点 3 1.2.2. 缺点 4 1.3. 板式换热器的应用场合 5 1.4. 板式换热器选型时应注意的问题 5 1.4.1. 板型选择 5 1.4.2. 流程和流道的选择 5 1.4.3. 压降校核 6 二、 板式换热器设计 6 2. 热力学计算 6 2.1. 核算总传热系数K 8 2.1.1. 方案一：4.1- 8 2.1.2. 方案二：4.1- 10 2.1.3. 方案三：4.1- 12 2.1.4. 计算传热面积 14 2.1.5. 计算压强降 15 三、 辅助设备选型 16 3. 辅助设备计算 16 3.1. 水泵及水管的选型 16 3.2. 油泵及油管的选型 16 四、 设计结果总汇 17 五、 设计评述 19 六、 参考文献 19 七、 附图 20 设计方案简介 板式换热器简介 本成套设备由板式换热器、平衡槽、离心式卫生泵、热水装置（包括蒸汽热水喷入器）、支架以及仪表箱等组成。用于牛奶或其它热敏感性液体之杀菌冷却。欲处理的物料先进入平衡槽，经离心式卫生泵送入换热器、经过预热、杀菌、保温、冷却各段，凡未达到杀菌温度的物料，由仪表控制气动回流阀换向、再回到平衡槽重新处理。物料杀菌温度由仪表控制箱进行自动控制和连续记录，以便对杀菌过程进行监视和检查。此设备适用于对牛奶预杀菌、巴式杀菌。 板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。 板式换热器的基本结构 板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。 板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。 框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。 板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。 板式换热器的 （板式换热器与比较）传热系数高 由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。 对数平均温差大，末端温差小 在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃. 占地面积小 板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。 容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。 重量轻 板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。 价格低 采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。 制作方便 板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。 容易清洗 框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。 热损失小 板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层容量较小是管壳式换热器的10%~20% 单位长度的压力损失大由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大。 不易结垢由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10. 工作压力不宜过大，介质温度不宜过高，有可能泄露 板式换热器采用密封垫密封，工作压力一般不宜超过2.5MPa，介质温度应在低于250℃以下，否则有可能泄露。 易堵塞由于板片间通道很窄，一般只有2~5mm，当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时，容易堵塞板间通道。 板式换热器的应用场合 制冷：用作冷凝器和暖通空调：配合锅炉使用的中间换热器、高层建筑中间换热器等化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等。 冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等。 机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷却