¿Cuáles son las características y aplicaciones de los intercambiadores de calor de placas?
¿Cuáles son las características y aplicaciones específicas de los intercambiadores de calor de placas? Zhongda Consulting las responderá a continuación.
El intercambiador de calor de placas es un nuevo tipo de intercambiador de calor de alta eficiencia compuesto por una serie de láminas metálicas apiladas con una determinada forma corrugada. Entre las distintas placas se forman finos canales rectangulares y el calor se intercambia a través de las medias placas. En comparación con los intercambiadores de calor de carcasa y tubos convencionales, su coeficiente de transferencia de calor es mucho mayor bajo la misma resistencia de actividad y consumo de energía de la bomba, y tiene una tendencia a reemplazar los intercambiadores de calor de carcasa y tubos dentro del rango aplicable.
Los principales tipos de intercambiadores de calor de placas incluyen el tipo de marco (tipo desmontable) y el tipo soldado. Las formas de placa incluyen principalmente placas corrugadas en forma de espiga, placas corrugadas rectas horizontales y placas en forma de perilla.
1. Estructura básica del intercambiador de calor de placas
El intercambiador de calor de placas se compone principalmente de marco y placas. Las placas están hechas de placas delgadas hechas de varios materiales y se presionan en formas corrugadas de diferentes formas utilizando varios tipos de herramientas de molienda, y se abren orificios en las esquinas de las placas para los canales de flujo del medio. Los orificios de las esquinas están sellados con juntas de goma. El marco se compone de placas de compresión fijas, placas de compresión móviles, varillas guía superiores e inferiores y pernos de sujeción. El intercambiador de calor de placas es un intercambiador de calor de placas en el que las placas se superponen a una placa fija. Se encuentra entre la placa de compresión y la placa de compresión móvil y luego se sujeta con pernos de sujeción.
2. Características de los intercambiadores de calor de placas (comparación entre intercambiadores de calor de placas e intercambiadores de calor de carcasa y tubos)
a. están invertidos entre sí, formando un canal de flujo complejo, lo que hace que el fluido gire en tres dimensiones en el canal de flujo entre las placas corrugadas y puede generar un flujo turbulento con un número de Reynolds bajo (generalmente Re = 50 ~ 200), por lo que el coeficiente de transferencia de calor es alto y generalmente se considera que es un tubo de 3 a 5 veces mayor que el del tipo carcasa.
b. La diferencia de temperatura uniforme logarítmica es grande y la diferencia de temperatura terminal es pequeña. En términos generales, los dos fluidos fluyen en el lado del tubo y en el lado de la carcasa, respectivamente. es un flujo de flujo cruzado con uniformidad logarítmica. El coeficiente de corrección de la diferencia de temperatura es pequeño y los intercambiadores de calor de placas utilizan principalmente flujo a favor o en contracorriente, y su coeficiente de corrección suele ser de alrededor de 0,95. Los fluidos calientes en el intercambiador de calor de placas son paralelos a la superficie de intercambio de calor y no tienen efectos secundarios, por lo que la diferencia de temperatura al final del intercambiador de calor de placas es pequeña y la transferencia de calor al agua puede ser inferior a 1 °C. , mientras que el intercambiador de calor de carcasa y tubos es generalmente de 5°C.
c. El intercambiador de calor de placas ocupa poco espacio y tiene una estructura compacta. El área de intercambio de calor por unidad de volumen es de 2 a 5 veces mayor que la del tipo de carcasa y tubo. no es necesario reservar un haz de tubos para el sitio de inspección, por lo que para lograr la misma transferencia de calor, el intercambiador de calor de placas ocupa aproximadamente 1/5 ~ 1/10 del intercambiador de calor de carcasa y tubos.
d. Cambie fácilmente el área de intercambio de calor o la combinación de procesos: agregando o restando algunas placas, se puede aumentar o reducir el área de intercambio de calor cambiando la disposición de las placas o reemplazando algunas placas, se puede lograr la combinación de procesos requerida y; adaptado a las nuevas condiciones de intercambio de calor, y es casi imposible aumentar el área de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos.
e. El espesor de las placas del intercambiador de calor de placas liviano es de solo 0,4~0,8 mm, mientras que el espesor de los tubos de intercambio de calor del intercambiador de calor de carcasa y tubos es de 2,0~2,5 mm. El cuerpo es mucho más pesado que el marco del intercambiador de calor de placas, y el intercambiador de calor de placas generalmente pesa solo aproximadamente 1/5 del peso del tipo de carcasa y tubo.
f. Precio bajo. Utilizando los mismos materiales y la misma área de intercambio de calor, el precio del intercambiador de calor de placas es aproximadamente entre un 40% y un 60% más bajo que el del tipo de carcasa y tubo.
g. Fácil de fabricar Las placas de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de placas están estampadas y procesadas con un alto grado de estandarización y se pueden producir en grandes cantidades. Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos generalmente se fabrican a mano.
h. Fácil de limpiar el intercambiador de calor de placas de marco. Simplemente afloje los pernos de compresión para aflojar el conjunto de placas y retire las placas para la limpieza mecánica. Esto es muy conveniente para el proceso de intercambio de calor que requiere una limpieza frecuente. el equipo.
i. Pérdida de calor El intercambiador de calor de placas pequeñas solo tiene la placa de la placa de transferencia de calor expuesta a la atmósfera, por lo que la pérdida de calor es insignificante y no se requieren medidas de aislamiento. Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos tienen grandes pérdidas de calor y requieren aislamiento térmico.
j. La capacidad menor es del 10% al 20% de la del intercambiador de calor de carcasa y tubos.
k La pérdida de presión por unidad de longitud es grande debido al gran espacio. entre las superficies de transferencia de calor. Pequeña, la superficie de transferencia de calor es cóncava y convexa, por lo que la pérdida de presión es mayor que la de los tubos lisos tradicionales.
l. No es fácil de escalar. Debido a la suficiente turbulencia interna, no es fácil de escalar. Su coeficiente de escala es solo de 1/3 a 1/10 del intercambiador de calor de carcasa y tubos. p>
m. La presión de trabajo no debe ser demasiado alta y la temperatura del medio no debe ser demasiado alta, de lo contrario pueden ocurrir fugas. Los intercambiadores de calor de placas están sellados con juntas. La presión de trabajo generalmente no debe exceder los 2,5 MPa. la temperatura del medio debe ser inferior a 250 °C; de lo contrario, pueden producirse fugas.
n.Fácil de bloquear Debido a que el canal entre las placas es muy estrecho, generalmente de solo 2 a 5 mm, cuando el medio de intercambio de calor contiene partículas más grandes o sustancias fibrosas, es fácil bloquear el canal entre las placas. platos.
Ocasiones de aplicación del intercambiador de calor de tres placas
a. Refrigeración: utilizado como condensador y evaporador.
b.Ventilación térmica y aire acondicionado: intercambiadores de calor intermedios utilizados en calderas, intercambiadores de calor intermedios en edificios de gran altura, etc.
c.Industria química: industria de carbonato de sodio, síntesis de amoniaco, fermentación de alcohol, enfriamiento de síntesis de resina, etc.
d.Industria metalúrgica: calentamiento o enfriamiento de aguas madre de aluminato, enfriamiento de procesos de fabricación de acero, etc.
e.Industria de maquinaria: refrigeración líquida de enfriamiento variado, refrigeración de aceite lubricante reductor, etc.
f.Industria de energía eléctrica: refrigeración de aceite de transformadores de alto voltaje, refrigeración de aceite de cojinetes de generadores, etc.
g.Industria papelera: recuperación de calor en proceso de blanqueo, calentamiento de líquido de lavado, etc.
h.Industria textil: enfriamiento de solución acuosa alcalina de seda viscosa, enfriamiento de nitrocelulosa hirviendo, etc.
i.Industria alimentaria: esterilización y enfriamiento de zumos, calentamiento y enfriamiento de aceites animales y vegetales, etc.
j.Proceso con grasa: la base de jabón se seca bajo presión normal y se calientan o enfrían varios líquidos del proceso.
k.Calefacción central: La zona de calor residual de la central térmica se aprovecha para calentar el agua para el baño.
l Otros: petróleo, medicina, barcos, desalinización de agua de mar, aprovechamiento geotérmico.
Cuestiones a las que se debe prestar atención al seleccionar intercambiadores de calor de cuatro placas
1 Selección del tipo de placa
El tipo de placa o el tipo corrugado debe basarse en. La situación del intercambio de calor depende de las necesidades reales. Para situaciones donde el caudal es grande y la caída de presión es pequeña, se debe seleccionar el tipo de placa con resistencia pequeña. Por el contrario, se debe seleccionar el tipo de placa con resistencia grande. Dependiendo de la presión y temperatura del fluido, determine si elegirá el tipo desmontable o soldado. Al determinar el tipo de placa, no es aconsejable seleccionar placas con un área de placa única que sea demasiado pequeña para evitar un número excesivo de placas, un caudal pequeño entre placas y un coeficiente de transferencia de calor demasiado bajo. Se debe prestar más atención a esta cuestión. para intercambiadores de calor más grandes.
2. Selección de canales de flujo y proceso
El proceso se refiere a un conjunto de canales de flujo paralelos en la misma dirección de movimiento de un medio en el intercambiador de calor de placas, y el flujo. canal se refiere al intercambiador de calor de placas. En el interior, hay un canal de actividad de medios compuesto por dos placas adyacentes. Generalmente, se conectan varios canales de flujo en paralelo o en serie para formar diferentes combinaciones de canales de medio frío y caliente.
La forma de combinación del proceso debe determinarse en función de los cálculos de transferencia de calor y resistencia del fluido y cumpliendo las condiciones del proceso. Intente hacer que los coeficientes de transferencia de calor por convección en los canales de flujo de agua fría y caliente sean iguales o cercanos para obtener el mejor efecto de transferencia de calor. Porque el coeficiente de transferencia de calor obtiene un valor mayor cuando los coeficientes de transferencia de calor por convección en ambos lados de la superficie de transferencia de calor son iguales o cercanos entre sí. Aunque los caudales entre las placas del intercambiador de calor de placas no son iguales, al calcular la transferencia de calor y la resistencia del fluido, los cálculos todavía se basan en caudales uniformes. Dado que las boquillas de flujo único en forma de "U" están fijadas en la placa de compresión, son fáciles de desmontar y montar.
3. Comprobación de la caída de presión
Durante el diseño y selección de intercambiadores de calor de placas, generalmente existen ciertos requisitos para la caída de presión, por lo que se debe comprobar. Si la caída de presión calibrada excede la caída de presión permitida, es necesario volver a realizar el cálculo de selección de diseño hasta que se cumplan los requisitos del proceso.
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