板式换热器的传热系数和阻力分析以及计算方法

　　什么是板式换热器

　　板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。

　　板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，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。

　　板式换热器的传热系数和阻力分析

　　换热器中常使用换热器的“传热而积”和“传热系数”述语，这是一种习惯的有特定含义的名称。因为换热器间壁两侧的表面积可能不同，所谓“换热器的传热面积”实际上指约定的某一侧的表而积，习惯上一般把换热系数较小的一侧的流体所接触的壁面表面积称为该换热器的传热面积，相对于该传热而积，单位时间、单位而积、在单位温差下所传递的热流量，称为该换热器的传热而积，因此传热系数也是相对于约定的某一侧的表而积而言的。在换热器结构和估算中使用“传热而积”和“传热系数”是方便的。而在换算器传热分析中，则用传热热阻1/（KA）。板式换热器的热阻计算式如下：

　　1/KA=1/AW （1/ 1+yF1+8/h+yF2+1/2）

　　式中，K——传热系数，W/ m2C

　　A——表面积，m2

　　AW——平壁面积，m2

　　8—板片厚度，m2 C/W

　　yF——污垢系数，m:C / W。

　　下标： 1一与流体1接触侧; 2一与流体2接触侧。

　　换热系数

　　1、对于紊流状态，不同形状板片的换热规律，一般可归纳为如下形式，

　　Nu=CRcPrm （u / Hw） P

　　式中，Nu 及Re 中的特征尺寸用当量直径d，d=4Wb /（2W+2b）

　　W——板 片宽 度，m;

　　b——板片间距，m

　　c、n、m、p值的大致范围如下：

　　c=0.15~0.40，n=0.65~0.85

　　m=0.30~0.45 （通常用1/ 3），p=0.05~0.20

　　临介雷诺数在10~400左右，取决于板片形状。

　　2、对于层流状态，板片的换热规律可归纳为：

　　Nu=C （RePrd/L）n（u/pw） p

　　式中，c。n、p 值的范围一般为c= 1.86~4.50，n=0.25~0.33，p=0.1~0.2

　　（通常为0.14）

　　L——板片长度，m。

　　由于板片形状复杂，必须根据试验测定所得的换热规律，作为该板片换热器传热计算的依据。