【《板式换热器板片以及垫片的选用分析案例》1900字】

板式换热器板片以及垫片的选用分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u18952板式换热器板片以及垫片的选用分析案例 1298771.1板片的选用 1260711.2板片的密封结构 2296711.2.1密封槽 2180501.2.2密封垫片的结构形式 3135021.2.3密封垫片材料 4252411.2.4密封垫片的压缩比 41.1板片的选用板片这一元件作为板式换热器的关键元件，在选择上不仅要考虑其结构设计是否合理还需要考虑板片本身的传热性能、阻力降以及对整机的承压能力。对于板片形式，在百年的发展下，板片主要的波纹形式有：横向人字波纹型、纵向人字波纹型、水平波纹、竖直波纹、斜波纹等等。就目前调查来看，大多是板式换热器板片选用的都是人字波纹型，是因为这种类型的板片属于典型的网状流动版型结构，拥有这种结构的板片可以在由板间构成的流体通道中，无规则的布满触点，流体在其中流动的过程中，在触点间环绕流动，从而产生强烈的扰动，这样就可以有效的提高对流换热系数，从而可以提高换热效率。板式换热器的板片结构在多年的发展下千差万别，但其主要目的都是想要利用板片的结构形式来提高换热效果、承压能力以及增大版面的刚度。理想型的板片结构能够起到的作用为以下几点：较大的传热面积、较低的压力降、较高的传热系数在此基础上还应该具有较好的刚性，较好的刚性可以使紧固压紧板和活动压紧板在夹紧力的作用下相互支撑，借此抵抗通道内不平衡压力所带来的冲击。因此，在版型的选择中还应考虑支撑点的合理分布。根据以上所述本次设计选用BP型人字波纹型板片。据市场调研人字型波纹如下图所示： 图1.1横向人字形波纹；纵向人字形波纹选择此波纹的原因是，横向人字形波纹板片，流体在经过通道时会比较顺畅，不会遇到特别大的阻力，并且压力降十分的小，但是不利于换热效果，因为横向人字波纹板片的换热系数较纵向人字波纹形稍低。适用于低流速、高粘度、流量较大的场合。而纵向人字波纹形虽然其换热系数较高但不适用于压力较大的场合。得出结论，在以上分析上选用横向人字波纹形板片。板片外形尺寸由计算得出;根据传热部分计算结果，本次板式换热器所需要的单片换热投影面积为0.4㎡，流道宽为400mm，因此单片传热的投影长度为：再加上板片还在换热器设备中需要考虑到密封问题，需要一定练得密封槽，以及固定导杆需要留出的长度最后加上富裕度的余量，暂定板片长为1500mm，宽为550mm。1.2板片的密封结构任何一种化工设备其密封结构都是不可或缺的一环，在板式换热器的设计当中，合理的密封结构设计不仅能够提高板片的刚度还可以提高板式换热器的耐压性能，最重要的是能保持合理的密封性不造成资源浪费。而密封结构是由板片的密封槽和密封垫片决定的。密封垫片的物性、密封槽形式、密封垫片的压缩比是合理设计板式换热器密封结构的三大要素。以下内容对三大要素进行选择设计。1.2.1密封槽密封槽的实际是决定密封垫片在设备运行中的稳定性，密封槽的合理设计也直接关系到能不能达到预计的密封效果。密封槽的设计是为了使密封垫片在受热、受力的情况下也能够在设计位置上不发生位移，从而导致密封失效。据市场调查密封槽形式主要右下图两种：图1.2密封槽形式据调查，国内外各种版型密封槽的设计都是采用的平面设计，图1.2a所示的密封槽形式优点是加工成型简单、密封垫片结构简单、易于粘接、密封垫片与密封槽结合是在其内的稳定性好。但是接连是要求较高，不允许有偏移，对位必须准确无误，为此有相关人士针对密封槽形式做了大量研究和试验，研制出了图1.2b的密封槽形式。这种形式具有组装式稳定、提高刚度、降低夹紧力等优点。因此本次密封结构设计中密封槽设计为图1.2b的形式。1.2.2密封垫片的结构形式密封垫片的截面形式大致有矩形、梯形、六边形、五边形等。在换热器设计过程中常用的密封垫片结构形式如下图：图1.3密封垫片结构形式对于上图a所展现的密封片形式来说其优点是当板片密封槽地步平面有缺陷时，这种结构的密封垫片可以抵消一部分。缺点是此形式密封为平面密封而不是线性密封。对于上图b可以减少密封垫片的压缩量但是在板片装配过程中，板片容易错位，还会因为夹紧力过大极容易导致板片变形。通过分析和试验设计出的上图c密封片结构形式，可以使装配更加简单，同时提高了板片的承压能力。由此，本次设计采用图1.3c的密封垫片形式。1.2.3密封垫片材料板式换热器垫片材料要同时具备弹性、耐热、耐腐蚀等性能，常用的几种材料：丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶等等材料的垫片常用于原油、海水为介质的设备中，这几种材料在耐高温程度上是不同的。丁腈橡胶最高使用温度为140℃，乙丙橡胶最高使用温度为160℃，氟橡胶最高使用温度为180℃[13]。其次，合成橡胶密封垫片的物理性能的指标主要侧重于在工况条件下的永久压缩