发布时间：2024-03-03 来源：火狐平台首页

  板式换热器的结构设计 马雷 东北林业大学机电学院 150040 摘要：板式换热器的广泛应用加速了我国板式换热器行业的迅速发展。然而目前我国的板式 换热器结构设计与发达国家之间仍存在着一定的差距，鉴于此，本文对板式换热器结构设计 的要点进行了总结分析，以供参考。 关键词：板式换热器；结构设计； 框架；传热板；密封垫 前言： 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，主 要由框架和板片两部分所组成。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成， 而板片则是由很多材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片 的四个角上开有角孔，用于介质的流道。因其结构较为复杂，必须要正确选准构件，合理设计， 才能使得其功能的发挥可靠、高效。 1.框架结构的设计 1.1 框架结构的组成 板式换热器主要由下列部件组成：两个垂直构件，即尾部支持和固定支持，具有四个流 体连接头或接管；顶部和底部的导杆架设在两个垂直构件之间，为板组导向、定位；另有一 可动构件讲板组压紧在固定构件上；夹紧部件，其作用是将固定构件和移动构件夹紧。 夹紧部件通常有两类： （1）拉杆 用少数的拉杆T把固定和可移动构件夹紧。除了板片和它们的流道中容纳的工质重 量外，尾部支撑、顶部和底部的导杆处于无应力状态。 （2）压榨式 用两个支持在尾部支撑的紧固丝杆，施加压紧载荷于可移动构件上，丝杆本身受到应力 作用，顶部和底部的连杆也受到了应力作用。这是一种较为昂贵和不稳定的结构，因为紧固 丝杆处于受压状态，但其安装、拆卸较为容易，并可进一步利用动力紧固装置，如电动或液 压装置使操作更便利。 1.2 框架受力分析 应力和应变是框架设计中应考虑的主要的因素，因为过度的变形会降低作用在密封垫上的 压力，造成泄漏。当板片组合尺寸减小，单个密封垫的影响增加，这一问题将变得更显著。 因此，在框架设计中应对以下主要载荷给予充分的考虑：（1）头盖、随动版和尾部支撑，由 于流体压力和紧固载荷造成的应力和变形；（2）在拉杆中的拉伸应力和紧固丝杆中的压缩应 力；（3）顶部承载导杆的刚度，顶部承载杆一定要承受板片和它们的流道里面容纳的工质重量， 并使板片不与底部导杆接触；（4）顶部导杆的横向强度应保证板组在侧方向的稳定性。 1.3 框架的破坏载荷 在对框架结构进行设计时，还要考虑到框架的破坏载荷。框架的破坏载荷由三部分所组成： （1）流体压力载荷P，它是运行压力和密封垫内板片投影面积的函数；（2）密封垫载荷R， 可以相当于一个软弹簧；（3）板片之间金属与金属接触载荷M，在紧固的最后阶段起到相当 于硬弹簧的作用。 流体压力载荷P的作用，会引起框架结构和紧固机构的某些变形，由此减少了载荷 R 和M，因此，总载将小于荷P+M+R。 另外，压力差的存在对多段装置也将会有一的影响，如果某一段的压力比另一段高得多， 低压段将在不平衡载荷下被压缩，并减少高压段的密封能力。低压段尺寸比高压段大的越多， 其影响就越为显著。但是，良好的设计是能够尽可能的防止这类弊病的。通常情况下，板式换热器需 要按照高于最大工作所承受的压力50%的试验压力设计。 2.传热板的设计要点 2.1 波纹板 （1）人字形波纹 人字形波纹是在板上压出与板间距相同深度的人字形槽，相邻板片上的倾斜角相反，在 组装后，波纹十字相交，并提供大量的X型接触点，这些接触点维持板片间的间隙，并保证 其支持与机械强度，是薄板片能承受较高的工作所承受的压力。人字纹深度较浅，易于压制，以及它 对热扰动的适应性等优点，使其成为当前应用较广的人字纹沟槽形式之一。 （2）梯形波 该类型的横向波纹大于板片间距，其波纹与相邻板片上的波纹紧密配合，板间的间隙靠 压在波纹波峰和波腹中的陷窝来维持。由于接触点较少而波纹深度较人字纹大，故这种梯形 波纹要求较厚的板材，且工作所承受的压力较低，因而不易被较大的固体颗粒堵塞。 板式换热器需要承受很大的压力，这种压力除了引起衬垫密封问题外，在仅仅存在一侧 流体的情况下，可能会引起板片截面上相当大的不均匀载荷，因此，对波纹板的设计，除由热 特性决定波纹截面外，还一定要保证在最大压差下，能维持板间正确的流动间隙。波纹板的强 度决定于下列各项：①两相邻波纹板之间接触点的载荷；②波纹板内部的应力及变位；③被 压制成型的板片材料的性能，包括温度对相应部位的强度影响；④板片坯料的厚度等。 2.2 密封压力和板片的支撑 除了波纹外，板片的其它部分未被支撑的区域，都不足以承受压力差所造成的严重的挠 曲。必须格外的注意密封垫的支撑，板片的任何局部挠曲都将减少密封垫的载荷，因而降低其 密封性能。另外，对于承受板片载荷的框架和连接器，在任何相互接触的区域，同样必须给 出足够的支撑。 2.3 盲孔 在一组板片中，大多数板片四角上的孔口连接构成流体通道，然而，一个流程末尾的板 孔会形成盲孔，这种盲孔必须经受一个压差，其数值为单板压降的二倍。因此，一定直径的 孔口，要求采取某种形式的加固，这种加固能采用压出肋条的形式，在遇到较大的板片时， 可以在孔口处焊上加厚的独立圆盘。 3.密封垫的设计及其性能 3.1 密封垫的截面 密封垫的截面必须与密封垫沟槽吻合，因其常有尖顶的外形，所以其设计要考虑到变形 量，大约为未压缩厚度的20%-30%，这样就足以保证一个组合件的负荷足够大并克服内部泄 露，不会导致板片局部变形。 3.2 机械性能 机械性能会受到温度的影响，热变质的程度是时间的函数，必须使其达到最小限度，所 以在设计过程中，需要对以下问题重点考虑：（1）永久压缩变形量在某一给定温度下，给定 的时间间隔内，施加于密封垫的压缩变形维持不变，这个变形百分率称为永久压缩变形；（2） 热时效（热老化）造成的机械性能，如拉伸强度极限和硬度等的变化最小。 参考文献： [1]朱明星,李国波,程为华.《浅谈涂装行业中板式换热器的结构设计及维护》.现代涂料与 涂装,2011 [2]祁玉红,李治国.《全焊接板式换热器的制造工艺简介》.轻工机械,2007 [3]孙振巍.《板式换热器的优化设计》.科技信息（学术版）,2008 [4]赵晓文,苏俊林.《板式换热器的研究现状及进展》.冶金能源,2011 [5]张晓峰.《浅谈板式换热器》.科技情报开发与经济,2009 板式换热器的结构设计 作者： 马雷 作者单位： 东北林业大学机电学院 刊名： 城市建设理论研究（电子版） 英文刊名： ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu 年，卷(期)： 2011(20) 本文读者也读过(10条) 1. 胡涛 板式换热器在流体系统的应用与分析[期刊论文]-设备管理与维修2011(1) 2. 朱明星.李国波.程为华.Zhu Mingxing.Li Guobo.Cheng Weihua 浅谈涂装行业中板式换热器的结构设计及维护[期刊论文]-现代涂料 与涂装2011,14(1) 3. 雷国庆.张治川 板式换热器波纹板片设计[期刊论文]-石油化学工业设备2003,32(5) 4. 左丹.孙怀宇.ZUO Dan.SUN Huai-yu 板式换热器选型软件设计与开发[期刊论文]-化学工程师2011,25(4) 5. 蔡晓君.王利华.吕涛 板式换热器的结构及应用[期刊论文]-化工设备与管道2001,38(4) 6. 张晓龙.张玉军.韩飞 板式换热器在氯碱生产中的应用[会议论文]-2010 7. 祁玉红.QI Yu-hong 三种常用换热器的比较[期刊论文]-青海大学学报（自然科学版）2006,24(6) 8. 段和国.DUAN He-guo 板式换热器介绍[期刊论文]-山西建筑2011,37(14) 9. 胡涛.HU Tao 板式换热器在流体系统的应用与分析[期刊论文]-液压气动与密封2011,31(1) 10. 王辉涛.甘玲 板式换热器在空调工程中的应用及其分析[会议论文]-1998 本文链接：/Periodical_csjsllyj201120067.aspx

  贵州省2024年普通高等学校招生适应性测试（高三统测）历史试卷（含答案）.docx

  贵州省2024年普通高等学校招生适应性测试（高三统测）物理试卷（含答案）.docx

  贵州省2024年普通高等学校招生适应性测试（高三统测）语文试卷（含答案））.docx

  贵州省2024年普通高等学校招生适应性测试（高三统测）政治试卷（含答案）.docx

  2024年01月广东云浮罗定市应急管理局招考聘用市森林消防大队专职应急救援队员9人笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

  2023年湖北黄冈市应急管理局所属事业单位遴选6人笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

  2024年01月广西来宾市象州县自然资源局招考聘用笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

  2024年01月海南儋州市教育部直属师范大学公费师范生供需见面招考聘用25人笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

  2024年01月江苏盐城经济技术开发区招考聘用基层医疗机构专业方面技术人员21人笔试历年高频考点-难、易错点荟萃附答案带详解.docx

  四年级数学下册 一 平移、 旋转和轴对称（图形的轴对称）课件 苏教.pptx

  2024年非高危行业生产经营单位主要负责人及安全管理人员安全生产知识和管理能力考试题库及答案.pdf

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者