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板式換熱器

板片和流道

通常有二種波紋的板片 (L 小角度和 H大角度)，這樣就有三種不同的流道(L, M 和 H)，如下所示：

L：小角度

由相鄰小夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)低，阻力小。適用于大流量，傳熱弱（低比熱或溫差小）的情況，如：環(huán)境壓力下的空氣傳熱。H：大角度

由相鄰大夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)高，阻力大。適用于小流量但傳熱強（高比熱，有相變或大溫差）的情況，如：制冷劑相變傳熱。M：通道

由相鄰大/小夾角的板片組成的通道。傳熱系數(shù)和阻力介于H和L通道之間。L L = 小角度流道

L H = 混合流道

H H=大角度流道

在這三種流道中選擇，并根據(jù)特殊的工況定身量做和選型。

理論上，一臺換熱器可以混用不同類型的流道，如H型之后是M型。

但對于有相變的情況，這會導致個H流道和后一個M流道之間介質的分配失調，因此，在各類制冷用BPHE中不予采用。

板片波紋的主要作用：使得流體紊流，強化傳熱相鄰板片的波紋形成接觸抗點，提高耐壓性能。

注：巧克力分布去：使流體均勻流過整個板片，在 A 和B處的壓力降相同，使在這里的壓力損失，把壓力降用于有效的傳熱，允許平行流AlfaLaval 創(chuàng)造發(fā)明創(chuàng)造，現(xiàn)已被廣泛應用。如下圖。

平行流與對角流：

平行流的優(yōu)勢：一塊板片 & 一條密封墊，同一的板片在板片組里，旋轉180o可以用于二邊通道備件損耗小。完全滿足對角流所有的功能，較高的設計壓力或使用較薄的板片沒有交叉出管口。

關于板片材質

不銹鋼：指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質的鋼稱為耐酸鋼。板片由螺栓夾緊在固定壓緊板及活動壓緊板之間，在換熱器內部就構成了許多流道，板與板之間用橡膠密封。兩者在化學成分上存在一定差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。

耐腐蝕機理：鉻是不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當鋼中含鉻量達到12％左右時，鉻就與腐蝕介質中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（ 自鈍化膜Cr2O3），極難溶于水，可進一步阻止氧與鐵腐蝕。流體在螺旋板內允許流速較高，并且流體沿螺旋方向流動，滯流層薄，故傳熱系數(shù)大，傳熱。同理，破壞鈍化膜Cr2O3 就意味著破壞其腐蝕能力。

另外腐蝕介質中的鹵族元素（像水中常見的氯離子）在一定條件下也能替換掉Cr，所以不銹鋼在一定條件下也會生銹，在含酸、堿、鹽的介質中也會被腐蝕,。因此不銹鋼抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質本身化學組成、加互狀態(tài), 使用條件及環(huán)境介質類型而改變的。清洗過程中要時刻對溶液進行測試，保持溶液濃度在有效范圍之內，直到溶液濃度長時間再沒有變化時。不銹鋼在水中腐蝕主要是由于水中氯離子引起的。

不銹鋼中其余添加元素也均發(fā)揮不同作用。像Mo會在一定程度上抵消氯離子引起的腐蝕，但是也有一個適用范圍。

板式換熱器設計的一般原則 

單板面積的選擇   

   單板面積過小，則板式換熱器的板片數(shù)多，也即使占地面積增大，程數(shù)增多（造成阻力降增大）；反之，雖然占地面積和阻力降減小了，但難以保證板間通道必要的流速。不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數(shù)量過多，板間流速偏小，傳熱系數(shù)過低，對較大的換熱站更應該注意此問題。在相同換熱面積情況下，板式換熱器的換熱損失僅為管殼式換熱器的1。

　流速的選取      

 流體在板間的流速，影響換熱性能和流體壓力降，流速高固然換熱系數(shù)高，但流體的阻力降也增大；反之情況相反。一般板間平均流速為0.2～0.8m?s，流速低于0.2m?s時流體就達不到湍流狀態(tài)且會形成較大的死角區(qū)，流速過高則會導致阻力降劇增。具體設計時，可以先確定一個流速，計算其阻力降是否在給定的范圍內；也可按給定的壓力降來求出流速的初選值。水垢主要是水中溶解的各種鹽類受熱分解溶解度降低而結晶沉積在傳熱片上，通常為碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、和硅酸鹽這類垢結晶政密比較堅硬且難以清除。