板式换热器设计及特点毕业论文.doc

板式换热器设计及特点毕业论文 目录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1.1 板式换热器简介 1 1.2 板式换热器的基本结构 1 1.3 平板式换热器的特点 2 1.4 板式换热器的应用场合 3 1.5 板式换热器选型时应注意的问题 4 1.5.1 板型选择 4 1.5.2 流程和流道的选择 4 1.5.3 压降校核 5 1.6 结构原理 5 2 板式换热器国内外研究（设计）概况及发展趋势 7 2.1 应用前景 7 2.2 研究状况 7 2.3 发势展趋 8 3 板式换热器的设计 9 3.1 提高传热效率 9 3.11 提高板片的表面传热系数 9 3.12 减小污垢层热阻 9 3.1.3 选用导热率高的板片 9 3.1.4 减小板片厚度 9 3.2 提高对数平均温差 10 3.3 进出口管位置的确定 10 3.4 降低换热器阻力的方法 10 3.4.1 采用热混合板 10 3.4.2 采用非对称型板式换热器 10 3.4.3 采用多流程组合 11 3.4.4 设换热器旁通管 11 3.4.5 板式换热器形式的选择 11 3.5 橡胶密封垫材质及安装方式 11 3.5.1 材质的选择 11 3.5.2 安装方式的选择 11 3.5.3 合理选用板片材质 12 4 传热工艺计算 13 4.1 设计条件 13 4.2 符号 13 4.3 已知参数 14 4.4 板片的选取 14 4.4.1 总热负荷的计算 14 4.4.2 板片的选取 15 4.5 总传热系数K的计算 16 4.5.1 裕量要求 16 4.5.2 BR0.3的主要几何参数及相关关联式 16 4.5.3 K值的计算 17 5 板式换热器结构设计及强度校核 23 5.1 符号 23 5.2 已知参数 24 5.3 结构设计及强度校核 25 5.3.1 板片 25 5.3.2 压紧板设计及强度校核 25 5.3.3 夹紧螺柱设计及强度校核 28 5.3.4 导杆设计及强度校核 29 5.4 垫片 31 5.5 支柱设计及强度校核 32 5.6 开孔补强 33 5.6.1 补强及补强方法判别 33 结 论 35 参考文献 36 DESIGN OF HEAT EXCHANGER FOR HEAT RECOVERY IN CHP SYSTEMS 37 1 绪论 1.1 板式换热器简介 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。可拆卸板式换热器是一种高效节能型换热备具有传热效率高质量轻占地面积小易于维修等诸多优点。它可以用石墨、陶瓷、玻璃等非金属材料以及不锈钢、钛、钽、锆等金属材料制成。但是用石墨、陶瓷、玻璃等材料制成的有易碎、体积大、导热差等缺点，用钛、钽、锆等稀有金属制成的换热器价格过于昂贵，不锈钢则难耐许多腐蚀性介质，并产生晶间腐蚀。 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新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。 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、安装清洗方便、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35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。板式换热器广泛应用于冶金、石油、化工、食品、制药、船舶、纺织、造纸等行业，是加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的优良设备。 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。 对于可拆卸式板式换热器 ,垫片的密封性决定了整个换热器的性能。垫片经多次松开和压紧容易损坏需要更换。垫片是用机械或粘接的方式嵌入沟槽的。板式换热器属于压力容器必须定期检查检查腐蚀状态如有腐蚀一经发现必须修理当腐蚀严重不可能修复必须更换新件。板式换热器一经选定便不可随便作它用否则会造成严重后果。 我国可拆卸板式换热器经过数十年的发展已经有了长足的进步在有些方面已接近国际先进水平但仍然有较大差距。 1.2 板式换热器的基本结构 平板式换热器由一组长方形的薄金属传热板片构成，用框架将板片夹紧组装于支架上。两个相邻板片的边缘衬以垫片压紧密封。垫片的材质通常采用各种橡胶或压缩石棉等组成，根据不同的处理介质选用。板片四个角上开有圆孔，垫片叠加组装后构成流体的通道。温度不同的流体介质分别从板片的两侧流过，从而通过垫片进行热交换。 平板式换热器的板片一般比较薄，其厚度一般为0.53mm，其表面通常分别压制成各种波纹型或槽型，既可以增