本文關(guān)鍵詞：板式換熱器單通道內(nèi)多流程實(shí)現(xiàn)方法及性能研究

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【摘要】：板式換熱器因高效、緊湊的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在石油、化工以及城市集中供熱等領(lǐng)域。但在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi),冷、熱兩種介質(zhì)流量相差較大的情況較多,板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了板片兩側(cè)介質(zhì)流速的調(diào)整缺乏靈活性,造成冷熱介質(zhì)換熱性能不匹配的情況,使得板式換熱器的高效性能無(wú)法得到充分發(fā)揮。針對(duì)以上問(wèn)題,提出一種將一個(gè)板問(wèn)流體通道分割成多個(gè)流程以提高較小流量介質(zhì)流速的方法；通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn),研究了上述分程方法對(duì)板式換熱器換熱和阻力特性的影響；通過(guò)典型工況的設(shè)計(jì)例證,探討了應(yīng)用此方法對(duì)板式換熱器制造成本的影響。通過(guò)在板片換熱區(qū)域裝設(shè)密封墊片,利用密封墊片將整個(gè)板片通道的流通區(qū)域分割成多個(gè)小區(qū)域,流體從進(jìn)口到出口,依此流經(jīng)分割成的小區(qū)域,實(shí)現(xiàn)提高較小流量介質(zhì)流速和換熱系數(shù)的目的。分別對(duì)一側(cè)通道分程后的板間通道分流程板式換熱器進(jìn)行了水和導(dǎo)熱油的數(shù)值模擬,比較了相同流速下分程通道和未分程通道內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)h和摩擦系數(shù)f。發(fā)現(xiàn)分程通道中導(dǎo)熱油對(duì)流換熱系數(shù)h增大了約30%,摩擦系數(shù)f稍有增大；水側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)h稍有增大,摩擦系數(shù)f增大25%左右。根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)一側(cè)通道分成n個(gè)流程后板片兩側(cè)換熱平均溫差的計(jì)算,可以通過(guò)1-n程管殼式換熱器平均換熱溫差修正系數(shù)線圖查得平均溫差修正系數(shù),進(jìn)行分程后平均換熱溫差的修正計(jì)算。討論了裝設(shè)分程墊片時(shí),其長(zhǎng)度及橫向位置確定應(yīng)注意的問(wèn)題,分程墊片長(zhǎng)度應(yīng)使流體轉(zhuǎn)彎處流通截面積和主流區(qū)單一小流程相近為宜；墊片末端形狀最好為圓形或橢圓形,可減小轉(zhuǎn)彎處流體擾動(dòng),減小局部阻力損失；考慮到兩片板片的波紋觸點(diǎn)會(huì)降低墊片的強(qiáng)度,因此放置分程墊片時(shí),在板片上的橫向位置應(yīng)盡可能避開(kāi)波紋觸點(diǎn)分布的直線位置。搭建了板式換熱器水-水、水-油換熱實(shí)驗(yàn)臺(tái),得到了水和導(dǎo)熱油在通道分程前后的換熱與阻力準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式。在實(shí)驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi),得到的規(guī)律同數(shù)值計(jì)算結(jié)果一致,即水流過(guò)分程通道后阻力增大較多,油流過(guò)分程通道后換熱性能增大較多。相同工況和參數(shù)條件下,實(shí)驗(yàn)測(cè)得換熱系數(shù)h稍低于數(shù)值模擬值,阻力系數(shù)f稍高于數(shù)值模擬值,但誤差都在8%以內(nèi)。比較實(shí)驗(yàn)測(cè)得的冷熱介質(zhì)板間通道分流程板式換熱器平均溫差,和相同P、R值下的數(shù)值模擬結(jié)果,實(shí)驗(yàn)值和數(shù)值模擬值近似相等,誤差在3%以內(nèi),即驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,進(jìn)一步證明采用管殼式換熱器平均換熱溫差修正系數(shù)線圖求取該類板式換熱器平均溫差是可靠的。選取了工業(yè)應(yīng)用中幾組典型的兩種介質(zhì)換熱特性較難匹配的工況,分別利用本文提出的方法和普通等流通截面板式換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。結(jié)果表明達(dá)到同等熱負(fù)荷和進(jìn)出口參數(shù)情況下,在水油換熱時(shí),使用單通道分程法的板式換熱器可節(jié)省約27%的換熱面積；在水水換熱時(shí),可節(jié)約49%的換熱面積。完成同樣的換熱任務(wù),單通道分程法所需板片數(shù)目減少,節(jié)省了板式換熱器的制造成本。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK172

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 雷國(guó)慶,張治川;船舶用板式換熱器[J];石油化工設(shè)備;2002年04期

2 ;氟塑料-石墨板式換熱器通過(guò)鑒定[J];炭素技術(shù);2006年04期

3 張鐵柱;;板式換熱器應(yīng)用中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2008年20期

4 張鐵柱;;板式換熱器應(yīng)用中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2008年21期

5 豐洋;;阿法拉伐公司推出新的節(jié)能板式換熱器[J];化工裝備技術(shù);2012年01期

6 邵擁軍;逯凱霄;張文林;;板式換熱器的特點(diǎn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];廣州化工;2012年06期

7 張巖;;板式換熱器失效的原因[J];科技傳播;2012年06期

8 郭琳琳;張曉偉;;淺談板式換熱器[J];科技視界;2012年14期

9 郭家偉;劉龍;;淺析板式換熱器的選型與應(yīng)用[J];企業(yè)導(dǎo)報(bào);2012年14期

10 張微微;;板式換熱器失效因素分析[J];山東化工;2012年08期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫振騎;;板式換熱器汽-水直接換熱的體會(huì)[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷1996年學(xué)術(shù)年會(huì)資料集[C];1996年

2 唐永樂(lè);李凌靚;;板式換熱器的使用和維護(hù)[A];蘇、魯、皖、贛、冀五省金屬學(xué)會(huì)第十四屆焦化學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

3 羅志平;吳春華;龔杰;郭定明;;板式換熱器失效原因分析及維修方法[A];蘇、魯、皖、贛、冀五省金屬學(xué)會(huì)第十五屆焦化學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2010年

4 程珈寧;;板式換熱器在高層建筑中的應(yīng)用[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷1996年學(xué)術(shù)年會(huì)資料集[C];1996年

5 劉濤;;板式換熱器在昆明佳華廣場(chǎng)中的應(yīng)用[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷1998年學(xué)術(shù)年會(huì)資料集（1）[C];1998年

6 徐文達(dá);張超;周穎越;;刮板式換熱器的研究[A];91'全國(guó)包裝和食品機(jī)械與食品加工學(xué)術(shù)討論會(huì)/包裝和食品機(jī)械專業(yè)學(xué)會(huì)第二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一冊(cè)）[C];1991年

7 王澤紅;張仁和;;水介質(zhì)板式換熱器防凍的探討[A];上海市制冷學(xué)會(huì)二○○一年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

8 程建;李先瑞;;板式換熱器的優(yōu)化選型和新型板式換熱器[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷2004年學(xué)術(shù)年會(huì)資料摘要集（1）[C];2004年

9 李安琴;;板式換熱器在游泳池加熱系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];全國(guó)建筑給水排水青年學(xué)術(shù)論文選[C];1996年

10 吳其松;;板式換熱器在紡織廠的應(yīng)用與分析[A];全國(guó)紡織空調(diào)除塵新技術(shù)、新設(shè)備、新成果研討會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 索雙武;船用大型板式換熱器 研發(fā)項(xiàng)目通過(guò)任務(wù)書(shū)評(píng)審[N];中國(guó)船舶報(bào);2011年

2 劉一民 周正奇;板式換熱器登上艦船[N];中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào);2002年

3 記者 胡曉峰;鐵白銅板式換熱器通過(guò)評(píng)審[N];中國(guó)船舶報(bào);2006年

4 鄭開(kāi)榜;首款銅合金板式換熱器面世[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2008年

5 實(shí)習(xí)生 苗玲玲邋本報(bào)記者 劉桂云;發(fā)展民族工業(yè) 打造國(guó)際品牌[N];吉林日?qǐng)?bào);2008年

6 穎文;擴(kuò)能增產(chǎn) 轉(zhuǎn)危為機(jī)[N];中國(guó)船舶報(bào);2008年

7 駐市總工會(huì)記者 李目;工人先鋒高子云[N];鐵嶺日?qǐng)?bào);2011年

8 本報(bào)記者 史曉斐;熱電聯(lián)產(chǎn)迎來(lái)全焊接時(shí)代[N];中國(guó)電力報(bào);2009年

9 一萍;不銹鋼釬焊板式換熱器異軍突起[N];中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào);2001年

10 記者 孔菲 通訊員 金達(dá);板式換熱器合格率87.5%[N];長(zhǎng)春日?qǐng)?bào);2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 郭春生;新型復(fù)合人字形板式換熱器傳熱與流動(dòng)理論分析及實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2012年

2 李冠球;板式換熱器傳熱傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)與理論研究[D];浙江大學(xué);2012年

3 張冠敏;復(fù)合波紋板式換熱器強(qiáng)化傳熱機(jī)理及傳熱特性研究[D];山東大學(xué);2006年

4 宋繼偉;球面不連續(xù)波紋板式換熱器傳熱與流動(dòng)特性研究[D];山東大學(xué);2012年

5 吳華新;空氣—水介質(zhì)板式換熱器流動(dòng)與傳熱特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

6 欒志堅(jiān);新型板式換熱器內(nèi)高粘性流體傳熱與流動(dòng)特性研究[D];山東大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 余靜飛;板式換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];新疆大學(xué);2013年

2 孫海洋;低流阻高傳熱性能寬流道板式換熱器研究[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

3 胡淑珍;板式換熱器單通道內(nèi)多流程實(shí)現(xiàn)方法及性能研究[D];山東大學(xué);2015年

4 秦旭;非對(duì)稱型板式換熱器性能測(cè)試方法與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 曲寧;板式換熱器傳熱與流動(dòng)分析[D];山東大學(xué);2005年

6 郭榮春;板式換熱器測(cè)試系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

7 孔文彬;板式換熱器失效分析研究[D];華南理工大學(xué);2011年

8 姚君磊;適用于液固兩相流的寬通道板式換熱器的性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

9 徐陳蕓;冰漿在板式換熱器中的流動(dòng)與傳熱研究[D];華中科技大學(xué);2012年

10 張井志;人字形板式換熱器換熱流動(dòng)特性的數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：1163105