螺旋板式換熱器是一(yī)種新型換熱器,是由兩張平行(háng)的薄(báo)鋼板焊接在一塊分(fèn)隔板(中心隔板)上,並卷製成一對(duì)互相(xiàng)隔開的螺旋形流(liú)道。兩板(bǎn)之(zhī)間焊(hàn)有定距柱以維持流道的問距,同時也增強螺旋板的剛(gāng)度。螺旋板的兩端焊有蓋板,兩端麵(miàn)及螺旋板上設有冷、熱流體進、出口(kǒu)接管。冷、熱流體分別在兩個螺旋形(xíng)流道中流動,通過螺旋板進行熱(rè)量交換。
螺旋(xuán)板式換熱器的直徑一般在1.6m以(yǐ)內,板寬為200~1200mm,極厚為2~4mm,兩板間距為5~25mm。常(cháng)用材(cái)料(liào)為碳鋼或不鏽鋼。螺旋板式換熱器的(de)主要優點是結構緊湊,單(dān)位體積所提供的傳熱麵積大(約為列管式換熱器的三倍);流體允許有較高的流速(液體可達2m/s,氣體可達20m/s),湍流程度大,傳熱係數較(jiào)大(約(yuē)為列管換熱器的1~2倍);可(kě)實現純逆流操作;不易結垢,不易堵(dǔ)塞(sāi)。其主要缺點是操作壓力和溫度不宜太高(gāo),流體流動阻力較大(dà),不(bú)易檢修,且對焊(hàn)接質量要求很高。故一般操作壓力低(dī)於2Okgf/cm2,溫度在300~400℃以下。
板式換熱器是由一組矩形金(jīn)屬薄(báo)板平行排列、相鄰板之間襯以墊片(piàn)並(bìng)用框架夾緊組(zǔ)裝而成。板片四(sì)角開有圓孔,形成流體通道,冷、熱流體分別在同一板片兩側(cè)流(liú)過,通過板片(piàn)進行換熱(rè)。為(wéi)其組(zǔ)裝流。板片厚度為0.5~3mm,通常壓製成各種波紋形狀。
板式換熱器的主特點:結構緊湊,單位體積設備提供的傳熱麵積大(dà),約(yuē)為250~1000m2/m3,而列管式換熱器隻有40~150m2/m3;傳熱係數高,對低粘度液體傳熱,傳熱係(xì)數可達1500~4700W/(m2.℃),最高可(kě)達7000W/(m2.℃),操(cāo)作靈活,適應性大,可以根據需要增減板數以調整傳熱麵積(jī),加工製造容易、檢修清洗方便、熱損失少。其主(zhǔ)要缺點是:因受到板(bǎn)片剛度、墊片種類及溝槽結構的限製,允許的操作壓力(lì)較(jiào)低;因受墊片材質的限製,操作溫度(dù)不能太高,對(duì)合成(chéng)橡膠墊片,操(cāo)作溫度不超過130℃,對壓縮石棉墊片也應低於250℃;因板間距小,流道(dào)截麵小,流(liú)速不能過大,所以處理量較小,不易密封,易泄漏,易(yì)於堵(dǔ)塞。
螺旋(xuán)板換熱器(qì)的性能(néng)類似於板(bǎn)式換熱器(qì)。但也有其獨(dú)特之處(chù),其主要優點為:
1、傳熱效率高。螺旋板(bǎn)換熱器內(nèi)介質螺旋型流動的離心力能增強湍流。據實驗,當Re=1400~1800時就能形成(chéng)湍流,且因流(liú)阻較管殼式小而使流速可以提高,結果使傳熱係數K可提高至2.5倍。此外(wài),全逆流螺旋(xuán)板換熱器的傳熱平均溫差最大,這有助於提高傳熱效率(lǜ)。
2、結構緊湊,不用管材。由於板型傳熱麵的(de)麵積大,單位體積傳(chuán)熱麵可達44-100m2/m3,約為管殼式換熱器的2~3倍(bèi),加之傳熱係數和平均溫差都大,這就必然導致結構的緊湊和輕巧。
3、不易汙塞。由於單流道、高流速、汙垢不(bú)易沉積,一旦有所沉積使流道截麵減小隨(suí)即導致流速增高,從而加(jiā)強了對汙塞物的(de)衝刷作用。這種“自潔”作用,管殼式換熱器是沒有的。據統計顯示,螺(luó)旋板汙塞的速率隻及管(guǎn)殼式的十分之一。
4、能有效利用低溫熱源,精密控製溫度(dù)。由開雙螺旋流道能較完全地形成逆流傳熱且流道較長,有(yǒu)助於降低換熱器設計所允許的(兩種介質之間(jiān))有利於連續(xù)均勻地換熱或升降溫度(dù)。源(如地下熱(rè)源)或精密控製介質溫度提供了有利條件(jiàn),從經驗數據知道,板(bǎn)式和螺(luó)旋板換熱器的介質溫差是(shì)最低的。5、流阻較小。試驗(yàn)表明,與同樣條件的管殼式換熱器相比,螺旋板換熱器的流阻較小。