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第四节板式换热器要点
第四节 板式换热器一、用途:用于物料的高温短时杀菌或超高温瞬时杀菌,也可用于物料的冷却。二、工作原理:由于板式换热器的主体部分,是由许多具有花纹的换热板依次重叠在框架上压紧而成,板与板之间具有一定间隙,构成流体的通道,当参与热交换的两种物料在两板间流动时,就通过换热板进行换热。由于板的面积大,流动的液层又薄,所以热交换效果很好。 三、结构: 1、板式换热系统的组成:板式换热器、温度调节系统、回流阀、奶泵、热水泵、回流槽、温度保持器、记录仪。2、板式换热器的结构:传热板悬挂于导杆上,前端有固定板,后边有压紧板和压紧螺杆,旋转压紧螺杆,可使压紧板与各传热板叠合在一起,板与板之间用板框橡胶垫圈保证密封,并使两板间有一定间隙,调节垫圈厚度可改变两板的间隙,改变流体通道大小。在每块板的四个角上各开有一孔,借角孔垫圈和周边圈,可使四个孔中的两个与板面一侧相通,另两个与另一侧相通,使冷热流体通过板的两侧,通过板面进行热交换。3、传热板的结构:(1)分类:传热板是板式换热器的主要部件,其种类、形状、尺寸较多。(常用的为平直波纹板)①基本分类A、沟道板:有螺旋形或曲折的道沟,是最老的方法,目前已被新结构所淘汰。B、单流板:流体进入传热片后按单一方向流动,不像沟道片那样在同一板内要反复1800。这种传热板由于冲压的花纹不同,使流体造成不同形状的湍流,大致可以分为两种:一为波纹板(条流),二为网流板(网流)。C、有衬垫的平板(筛片及平片组合)。②、其它方法分类在同一台设备内,按各种传热片用途分:A、串联片; B、分界片; C、端面片等。按密封垫圈所在位置分成:A、双面的; B、单面的; C、平片等。按密封垫圈相对位置分成:A、左面的; B、右面的。按进口和出口的相对位置及液流在金属片内流动的总方向分成:A、直流的; B、对角线流动的。 (2)形状及尽寸:它是由1~1.2mm厚的不锈钢板冲压而成,其横向为条状,纵向为波纹状(梯形波纹),使液体的流向、速度多次变化。为防止板在使用时变形,在板的表面冲有间隔的凸缘,形成多支点支承。板的长宽比直接关系到流体在进口处的扩张,在出口处的收缩情况及通过传热面时的均匀性,一般为(3~4):1,常用的长为1000~1200mm,宽为300~400mm。 (3)板的密封:根据其用途不同,可将密封垫圈分为周边垫圈与角孔垫圈。 ①周边垫圈:根据流体流过金属板表面的方式不同,可分为: 单侧直流,对角斜流(区别?)②角孔垫圈 (如右图)分体式、整体式(4)板的安装要求:由于板间距很小(一般为4~10毫米),若安装时不注意,在垂直方向产生了相对位移,就可能造成两片接触,或使缝隙变得很窄,使流体无法通过,或通过时阻力很大。如图所示当α=600,片间距为3毫米,而倾斜部分距离为1.5毫米。若垂直方向移动l毫米时,将使一端缝隙减小为0.65毫米,而另一端则增大到2.37毫米,因而引起流速变化,增加流动阻力。因此要求在安装时,平片在导杆上垂直位置(各片上下位置),其误差<± 0.2~0.25毫米。对薄片加工时也有一定要求,如金属片基面的不平直度沿任意方向测量不得大于0.5%,对0.21米2薄片在35个波纹节距中任何两个横向凹凸间的距离极限偏差不得大于±0.03毫米,横向波纹与纵向凹槽的垂直度偏差在28毫米以上,误差不大于±0.1毫米。四、特点: 1、有较高的传热效率。 2、结构紧凑,占地面积小,单位体积可容纳较多的传热面。 3、有较大的适应性,可根据工艺条件,生产能力调整。 4、适宜于处理热敏性物料(薄层、快速)。 5、便于清洗(易折卸)。 6、热利用率高、热回收率高达75~85%。 7、能自动调节,操作安全。8、垫圈易老化。五、高温短时巴氏杀菌流程及操作:(以牛乳为例)1、原料奶(设温度为50C),由贮奶缸流入平衡槽3,通过浮球阀控制,保持槽内液位一定。2、由奶泵6将牛奶送到热回收段17,使50C的牛奶与杀菌后的奶进行热交换而被预热到600C左右,杀菌后的奶被冷却。经过热交换而得到预热的牛奶,通过过滤器18,进入加热杀菌段19,由蒸汽或热水加热到杀菌温度(如850C)。3、杀菌后的牛奶通过温度保持槽28。保持约15~16秒,然后流到分流阀23,其作用为控制杀菌牛奶是否到达杀菌温度850C。如到850C,则分流阀会自动将杀菌后牛奶送至热回收段,如末到850C,则分流阀也会自动将奶送回平衡槽。4、杀菌后奶经热回收段后,温度降低到20~250C左右,再进入冷水冷却段15和盐水(冰水)冷却段11,温度降低到100C左右,作为消毒牛奶流出,和送往装罐段8。如果是生产乳粉或炼乳,杀菌后,不经过冷却直接送浓缩处理。在冷却段分别设有冷水、冰水的循环系统,并能进行冷
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