2.傳熱板的設(shè)計要點(diǎn)
2.1 波紋板
(1)人字形波紋
人字形波紋是在板上壓出與板間距相同深度的人字形槽,相鄰板片上的傾斜角相反,在組裝后,波紋十字相交,并提供大量的x型接觸點(diǎn),這些接觸點(diǎn)維持板片間的間隙,并保證其支持與機(jī)械強(qiáng)度,是薄板片能承受較高的工作壓力。人字紋深度較淺,易于壓制,以及它對熱擾動的適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn),使其成為當(dāng)前應(yīng)用較廣的人字紋溝槽形式之一。
(2)梯形波
該類型的橫向波紋大于板片間距,其波紋與相鄰板片上的波紋緊密配合,板間的間隙靠壓在波紋波峰和波腹中的陷窩來維持。由于接觸點(diǎn)較少而波紋深度較人字紋大,故這種梯形波紋要求較厚的板材,且工作壓力較低,因而不易被較大的固體顆粒堵塞。
板式換熱器需要承受很大的壓力,這種壓力除了引起襯墊密封問題外,在僅僅存在一側(cè)流體的情況下,可能導(dǎo)致板片截面上相當(dāng)大的不均勻載荷,因此,對波紋板的設(shè)計,除由熱特性決定波紋截面外,還必須保證在最大壓差下,能維持板間正確的流動間隙。波紋板的強(qiáng)度決定于下列各項:①兩相鄰波紋板之間接觸點(diǎn)的載荷;
②波紋板內(nèi)部的應(yīng)力及變位;③被壓制成型的板片材料的性能,包括溫度對相應(yīng)部位的強(qiáng)度影響;④板片坯料的厚度等。
2.2 密封壓力和板片的支撐
除了波紋外,板片的其它部分未被支撐的區(qū)域,都不足以承受壓力差所造成的嚴(yán)重的撓曲。必須特別注意密封墊的支撐,板片的任何局部撓曲都將減少密封墊的載荷,因而降低其密封性能。另外,對于承受板片載荷的框架和連接器,在任何相互接觸的區(qū)域,同樣必須給出足夠的支撐。
2.3 盲孔
在一組板片中,大多數(shù)板片四角上的孔口連接構(gòu)成流體通道,然而,一個流程末尾的板孔會形成盲孔,這種盲孔必須經(jīng)受一個壓差,其數(shù)值為單板壓降的二倍。因此,一定直徑的孔口,要求采取某種形式的加固,這種加固可以采取壓出肋條的形式,在遇到較大的板片時,可以在孔口處焊上加厚的獨(dú)立圓盤。
3.密封墊的設(shè)計及其性能
3.1 密封墊的截面
密封墊的截面必須與密封墊溝槽吻合,因其常有尖頂?shù)耐庑?,所以其設(shè)計要考慮到變形量,大約為未壓縮厚度的20%-30%,這樣就足以保證一個組合件的負(fù)荷足夠大并克服內(nèi)部泄露,不會導(dǎo)致板片局部變形。
3.2 機(jī)械性能
機(jī)械性能會受到溫度的影響,熱變質(zhì)的程度是時間的函數(shù),必須使其達(dá)到最小限度,所以在設(shè)計過程中,需要對以下問題重點(diǎn)考慮:
(1)永久壓縮變形量在某一給定溫度下,給定的時間間隔內(nèi),施加于密封墊的壓縮變形維持不變,這個變形百分率稱為永久壓縮變形;
(2)熱時效(熱老化)造成的機(jī)械性能,如拉伸強(qiáng)度極限和硬度等的變化最小。