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板式換熱器板片設計
來源:中國學術期刊網 | 作者:zone | 發布時間: 2023-01-30 | 5155 次瀏覽 | 分享到:

2.傳熱板的設計要點

2.1 波紋板

1)人字形波紋

人字形波紋是在板上壓出與板間距相同深度的人字形槽,相鄰板片上的傾斜角相反,在組裝后,波紋十字相交,并提供大量的x型接觸點,這些接觸點維持板片間的間隙,并保證其支持與機械強度,是薄板片能承受較高的工作壓力。人字紋深度較淺,易于壓制,以及它對熱擾動的適應性等優點,使其成為當前應用較廣的人字紋溝槽形式之一。

2)梯形波

該類型的橫向波紋大于板片間距,其波紋與相鄰板片上的波紋緊密配合,板間的間隙靠壓在波紋波峰和波腹中的陷窩來維持。由于接觸點較少而波紋深度較人字紋大,故這種梯形波紋要求較厚的板材,且工作壓力較低,因而不易被較大的固體顆粒堵塞。

板式換熱器需要承受很大的壓力,這種壓力除了引起襯墊密封問題外,在僅僅存在一側流體的情況下,可能導致板片截面上相當大的不均勻載荷,因此,對波紋板的設計,除由熱特性決定波紋截面外,還必須保證在最大壓差下,能維持板間正確的流動間隙。波紋板的強度決定于下列各項:①兩相鄰波紋板之間接觸點的載荷;

②波紋板內部的應力及變位;③被壓制成型的板片材料的性能,包括溫度對相應部位的強度影響;④板片坯料的厚度等。

2.2 密封壓力和板片的支撐

除了波紋外,板片的其它部分未被支撐的區域,都不足以承受壓力差所造成的嚴重的撓曲。必須特別注意密封墊的支撐,板片的任何局部撓曲都將減少密封墊的載荷,因而降低其密封性能。另外,對于承受板片載荷的框架和連接器,在任何相互接觸的區域,同樣必須給出足夠的支撐。

2.3 盲孔

在一組板片中,大多數板片四角上的孔口連接構成流體通道,然而,一個流程末尾的板孔會形成盲孔,這種盲孔必須經受一個壓差,其數值為單板壓降的二倍。因此,一定直徑的孔口,要求采取某種形式的加固,這種加固可以采取壓出肋條的形式,在遇到較大的板片時,可以在孔口處焊上加厚的獨立圓盤。

3.密封墊的設計及其性能

3.1 密封墊的截面

密封墊的截面必須與密封墊溝槽吻合,因其常有尖頂的外形,所以其設計要考慮到變形量,大約為未壓縮厚度的20%-30%,這樣就足以保證一個組合件的負荷足夠大并克服內部泄露,不會導致板片局部變形。

3.2 機械性能

機械性能會受到溫度的影響,熱變質的程度是時間的函數,必須使其達到最小限度,所以在設計過程中,需要對以下問題重點考慮:

1)永久壓縮變形量在某一給定溫度下,給定的時間間隔內,施加于密封墊的壓縮變形維持不變,這個變形百分率稱為永久壓縮變形;

2)熱時效(熱老化)造成的機械性能,如拉伸強度極限和硬度等的變化最小。