（最新版）板式换热器毕业课程设计

船舶柴油机高温淡水冷却器设计

摘要：本文简要介绍了板式换热器的结构、优缺点、设计原理与设计依据，运用对数平

均温差法（LMTD）设计了一款船舶柴油机高温淡水板式换热器，并对其进行热力和阻力校核。

关键词：板式换热器 对数平均温差 板片 流程 污垢系数

目录

第1章 板式换热器基本构造 ................................................ 3

1.1 整体结构 ........................................................................................... 3 1.2 流程组合方式 ................................................................................... 4 1.3 半片形式及其性能 ............................................................................ 5

1.3.1 常用形式 ............................................................................................ 5 1.3.2 特种形式 ............................................................................................ 5

1.4 密封垫片 ........................................................................................... 5

第2章 板式换热器的优缺点及应用 .................................... 6

1 2.1 优点................................................................................................... 6 2.2 缺点................................................................................................... 7 2.3 应用................................................................................................... 7

第3章 板式换热器热力及相关计算 .................................... 8

3.1 确定总传热系数的途径 .................................................................... 8 3.2 总传热系数的计算 ............................................................................ 8 3.3 传热系数的计算.............................................................................. 11 3.4垢阻的确定. ..................................................................................... 11

第4章 计算类型及工程设计一般原则 ................................ 12

4.1 计算的类型 ..................................................................................... 12 4.2工程设计、计算的一般原则 ........................................................... 13

第5章 板式换热器热力计算实际应用 ................................ 15

第1章 板式换热器基本构造

1.1整体结构

板式换热器的结构相对于板翅式换热器、壳管式换热器和列管式换热器比较简单，它是由板片、密封垫片、固定压紧板、活动压紧板、压紧螺柱和螺母、上下导杆、前支柱等零部件所组成，如图1-1所示：

板片为传热元件，垫片为密封元件，垫片粘贴在板片的垫片槽内。粘贴好垫片的板片，按一定的顺序（如图1-1所示，冷暖板片交叉放置）置于固定压紧板和活动压紧板之间，用压紧螺柱将固定压紧板、板片、活动压紧板夹紧。压紧板、导杆、压紧装置、前支柱统称为板式换热器的框架。按一定规律排列的所有板片，称为板束。在压紧后，相邻板片的触点互相接触，使板片间保持一定的间隙，形成流体的通道。换热介质从固定压紧板、活

2 动压紧板上的接管中出入，并相间地进入板片之间的流体通道，进行热交换。

图1-1所示板式换热器为可拆式板式换热器，其原理就是在上导杆处安装了活动滑轮、顶压装置，在增减板片的时候，可以通过该滑轮调节换热器内可安装板片数量，顶压装置加固整体结构牢固性；而对于一些小型的板式换热器，则没有该装置，而是直接地将固定压紧板和活动压紧板通过导杆固定连接起来，这种结构没有清洗空间，清洗、检查时，板片不能挂在导杆上，虽然这样的结构轻便简易，但对大型的、需经常清洗的板式换热器不太适用。

对于要进行两种以上介质换热的板式换热器，则需要设置中间隔板。

1.2流程组合方式

为了使流体在板束之间按一定的要求流动，所有板片的四角均按要求冲孔，垫片按要求粘贴，然后有规律地排列起来，形成流体的通道，称为流程组合。（图1-2[a]、[b]、[c]是典型的排列方式）流程组合的表示方式为：

式中：M1，M2，?Mi ：从固定压紧板开始，甲流体侧流道数相等的流程数； N1，N2，?Ni ：M1，M2，?Mi中的流道数；

m1，m2，?mi ：从固定压紧板开始，乙流体侧流道数相等的流程数； n1，n2，?ni :：m1，m2，?mi中的流道数。

图1-2 典型的流程组合

1.3板片形式及其性能

板片是板式换热器的核心元件，冷、热流体的换热发生在板片上，所以它是传热元件，此外它又承受两侧的压力差。从板式换热器出现以来，人们构思出各种形式的波纹板片，以求得换热效率高、流体阻力低、承压能力大的波纹板片。

1.3.1常用形式

板片按波纹的几何形状区分，有水平平直波纹、人字形波纹、斜波纹等波纹板片；按流体在板间的流动形式区分，有管状流动、带状流动、网状流动的波纹板片。

1.3.2特种形式

为了适应各种工程的需要，在传统板式换热器的基础上相继发展了一些特殊的板片及

3 特殊的板式换热器。

1：便于装卸垫片的板片 2：用于冷凝器的板片 3：用于蒸发器的板片 4：板管式板片 5：双层板片 6：石墨材料板片 7：宽窄通道的板片

1.4密封垫片

板式换热器的密封垫片是一个关键的零件。板式换热器的工作温度实质上就是垫片能承受的温度；板式换热器的工作压力也相当程度上受垫片制约。从板式换热器结构分析，密封周边的长度(m)将是换热面积(m2)的6~8倍，超过了任何其它类型的换热器。

第2章 板式换热器的优缺点及应用

2.1 优点

1：传热系数高

管壳式换热器的结构，从强度方面看是很好的，但从换热角度看并不理想，因为流体在壳程中流动时存在着折流板—壳体、折流板—换热管、管束—壳体之间的旁路。通过这些旁路的流体，并没有充分地参与换热。而板式换热器，不存在旁路，而板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。所以板式换热器有较高的传热系数，一般情况下是管壳式换热器的3~5倍。

2：对数平均温差大

在管壳式换热器中，两种流体分别在壳程和管程内流动，总体上是错流的流动方式。如果进一步分析，壳程为混合流动，管程是多股流动，所以对数平均温差都应采用修正系数。修正系数通常较小。流体在板式换热器内的流动，总体上是并流或逆流的流动方式，其温差修正系数一般大于0.8，通常为0.95。

3：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换热器的2~5倍，也不像管壳式换热器那样需要预留抽出管束的检修场地，因此实现同样的换热任务时，板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的15~110。

4 4：重量轻

板式换热器的板片厚度仅为0.6~0.8mm，管壳式换热器的换热管厚度为2.0~2.5mm；管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重得多。在完成同样的 …… 此处隐藏：2806字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……