板式热交换器板片参数的分析研究

板式热交换器板片参数的分析研究内容摘要：

(L 板， β 小角度 )、硬 (H 板， β 大角度 )二种板型及软、硬混装 (M)板型的 K 值、△ P 值和比压力降 J 值受 β 角的影响所呈现的发展规律。 中心所测试的二种不同波纹央角的软 (L)、硬 (H)板测试结果以及二者混装 (M)板的测试结果可以作为波纹角度大范围变化的研究数据。 表 波纹角度 β 变化研究数据 组别 板号 测试号 A h λ λ ／h β Φ L B L/B K △ P △P／L J NTU I 1(H) 580 11 130 620 200 6438 53 85 44 2(M) 581 11 130/ 55 620 200 5090 25 40 27 3(L) 582 11 55 620 200 3649 14 23 20 II 4(H) 473 10 125 1610 444 5418 121 75 40 5(M) 474 10 125/ 55 1610 444 4529 41 25 17 6(L) 475 10 55 1610 444 3252 23 14 13 III 7(H) 589 9 130 1588 552 5663 126 79 46 8(M) 590 9 130/ 55 1588 552 4220 40 25 18 9(L) 591 9 55 1588 552 3198 16 10 9 通过表 2 中 K 值、 NTU 值与△ P 值的数据看出， β 对传热与流阻的影响是十分显著的。 如果将大、小角度混装以后的板型 (M 板 )近似认为是两种角度的平均值，发现 I～ IIl 组板型M 板的 K 值与 NTU 值均在 H 板与 L 板中间，其误差不会超出 5％：但阻力降 M 板的 △ P值，却不在 H 板与 L 板中间，而是靠近 L 板。 也就是 说 ， M 板的 K 值取 了 H 板与 L 板平均值，而阻力降 △ P 却更低。 用单位流动长度压力降 △ P／ L 将三 组的 △ P 换算后， M 板 △ P／ L 低于 H 板与 L 板均值约 45％左右，但 I 组数据 △ P 下降的不如 II、 III 组大 (△ P／ L 值低于 H 板与 L 板均值 26％ )。 分析是 I 组板型太小 (A=)，随着单板面积增大，流道长度 L 增加， △ P 降低的趋势应该是接近上面的分析结论。 以上分析给很好的启示，大、小角度混装 (M)板的 K 值或 NTU 值，在 H 板与 L 板之间基本是呈线性变化的，其单位长度压力降 △ P／ L 的值则不是线性变化，而是遵循指数规律大幅度变化的。 也就是说，波纹夹 角 β 对板型流动阻力的影响要更强烈一些， 参见 表 2， 三组板型的△ P／ Lβ 曲线。 所以说设计适当 β 角度的板型，比单纯追求高传热系数大角度 β 的板型更重要，适当的 β 可以获得较佳的综合性能，这从表 3． 2 中比 压降 J 的测试值可以看的很清楚。 大角度 (β ≥ 90)比较 表 K 值统计分析 序号 K 值 W/㎡ .K 台数 % 累计 % 1 6500 12 2 60006500 10 3 50006000 82 4 40005000 37 5 4000 3 小计 144 由表 3 看出，板式热交换器的 K 值 5000 一 6000 最多，占 ％， 5000 以下占 ％；说 明 β ≥ 90 的硬板，用 K 值作为判据，其局限性比较明显，适用的场合也不多。 小角度 (β 90)比较 由下面的表 4 看出，小角度板型多集中在 3000～ 4000 区间，占 86％，内企与外企在小角度板型传热性能方面若以 K 值为判据，此项统计差别不大。 仅能得出内企 K 值大多数在30004000 之间这么一个结论。 表 K 值统计分析 序号 K 值 W/㎡ .K 台数 % 累计 % 1 4000 4 2 35004000 13 3 30003500 24 4 3000 3 小计 44 、 波纹法向节距 λ 与波纹密度 λ ／ h 测试发现，法向节距入对流动阻力的影响非常明显，而对传热性能则影响较小，这也与大多文献资料研究结论相吻合。 表 λ 与 λ ／ h 变化研究数据 板号 测试号 面积 A 波深 h 法节 λ λ ／ h 角度 β 流道长 L 流道宽 B K △ P △ P／L J 1 105 10 120 530 215 5434 57 107 56 2 041 12 120 530 208 5201 28 53 35 3 818 14 双 120 1860 843 5059 99 53 48 4 410 16 双 120 1740 780 4164 64 36 41 从表 5 中 2数据可以看出，当板片其它参数一定， λ 从 10mm 增加到 12mm 时，△ P 从 57 降到 28，虽然 K 值从 5434 降至 5201 略有下降，但是比压降 J 从 56 降至 35，综合性能有了大幅度改善。 此时， 2板型 λ ／ h 为 4． 26， 1板型 λ ／ h 为。 这说明要得到较好的综合性能 λ ／ h不能太小，否则阻力将大幅度的增加。 在本例中 K值仅降低了 ％，但 △ P／ L 却降低了 50％， J 降低了 ％。 由于该板型过小，单板面积仅为 ， 分析结果可能有片面性，再选单板面积较大的一组大波深 h、大法节 λ 的数据做分析。 由表 5 中 4数据看出，当入从 14mm 增大至 16mm 时， △ P 从 99 降至 64， K 值从5059 降至 4164，而 J 从 48 降至 4l。 这是一 组单板面积较大的板型， A 为 ㎡ 和 ㎡。 同样 λ 增大 2mm， K 值下降了 ％，。