4 (1176237), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Ленточно-поточные пластины с горизонтальнымигофрами синусоидальной формыДля ленточно-поточных пластин с синусоидальной формой гофрмодели «Альборн-5», «Альборн-149», «Альборн-157», «Альборн-159»(см. рис.13) при определяющих размерах F1= 0,21м2; S = 38мм;а)б)в)Рис.13. Ленточно-поточная пластина «Альборн-159» свободнопоточного типа: а)-пластина; б)-группа пластин; в)-форма профиля.h = 12мм; d Э = 0,0084м; f 1= 0,00113м2; LП = 0,7мдля турбулентного течения рабочей среды получены формулыпри Re от 400до 17 000:Nu = 0,22Re 0,6 Pr0,43 (Pr/Pr СТ)0,25 ,(3.3.1)для области 1000 ≤ Re < 20 000Eu= 164/Re 0,25 ,(3.3.2)ξ = 4/Re 0,25.(3.3.3)3.4.
Ленточно-поточные пластины с горизонтальными двойнымигофрами и гофрами трапецеидальной формыДля ленточно-поточных пластин «Парафлоу-APV»с двойнойгофрировкой поверхности (рис. 14) и определяющими размерамиF1 = 0,11…0,41м2; S = 48,5мм; h = 16мм; dЭ= 0,004мпри турбулентном режиме течения рабочих сред и числах Re от 1000до 25 000 при скорости воды от 0,1 до 2,5 м/с получены формулы:Nu = 0,07Re 0,7 Pr0,43 (Pr/Pr СТ)0,25 ,(3.4.1)48Eu = 2780/Re 0,55 ,ξ = 27,2/Re 0,55 .(3.4.2)(3.4.3)Рис.14.
Ленточно-поточная пластина «Парафлоу» с двойнойгофрировкойСледует обратить внимание, что для пластин того же профиля,но при увеличении зазора до dЭ= 2δ = 0,006 м на основании обработкиэкспериментальных данных получена формула:Nu= 0,165Re0,65Pr0,43(Pr/PrСТ)0,25 .(3.4.4)сравнение которой с формулой (3.4.1) приводит к заключению обулучшении теплоотдачи в результате увеличения эквивалентногодиаметра.3.5. Каналы из пластин сетчато-поточного типаСетчато-поточные пластины с прерывистыми турбулизаторами вформе полусферических или усеченно-конических выступов.1. Для сетчато-поточных пластин модели «Суперплейт» спрерывистыми турбулизаторами в форме полусферических выступов(рис.
15) при определяющих размерах F1 = 0,265 м2; S1 = 22 мм;S2= 25,4 мм; h = 6 мм; dЭ= 0,012 м; l = 0,0018 м2; LП= 0,89 м вусловиях турбулентного движения рабочей среды при Re от 300 до25 000 получены расчетные формулы:Nu = 0,076Re 0,75 Pr0,43 (Pr/Pr CT)0,25 ,(3.5.1)49Eu = 214/Re 0,25 ,(3.5.2)0,25ξ = 5,8/Re.(3.5.3)В приведенных формулах за эквивалентный диаметрпринята удвоенная высота выступов ( d Э ≈ 12мм).Поверхность теплопередачи в виде полусферических выступовшироко распространена в американских и японских конструкцияхпластин «Супер-плейт S, ЕЕ» (рис.
15),«Хисака-Ех-2»; «Хисака-Ех3». Для приблизительных расчетов этих моделей пластин такжеможно использовать зависимости (3.5.1) … (3.5.3).Несмотрянавысокуюинтенсивностьискусственнойтурбулизации, свойственную пластинам сетчато-поточного профиля,пластины с полусферическими выступами не имеют заметныхпреимуществпереддругимивсмыслеэнергетическойэффективности.
На интенсивность теплообмена в этих конструкцияхнеблагоприятно влияют многочисленные контактные «пятна»,которые уменьшают эффективную рабочую зону поверхностипластин.а)б)Рис.15. Сетчато-поточная пластина «Суперплейт» и сечениямежпластинного канала:а- продольное; б- поперечное.3.6. Сетчато-поточные пластины с пересекающимисянаклонными к оси симметрии гофрами1. Сетчато-поточные пластины с пересекающимися наклоннымигофрами треугольной формы изготовляют отечественныемашиностроительные заводы.
Выпускают пластины разныхразмеров с одинаковой гофрировкой (см. таблица 9).50Наиболее распространены пластины с гофрировкой в елку ПР0,5М (см. рис. 16)При определяющих размерах F 1 = 0,5м2; S н = 14 мм;S =16,2мм; h = 4 мм; dЭ = 0,008 м; f 1 = 0,0018м2; LП = 1,15м.при турбулентном режиме течения рабочей среды для области Reот 50 до 20 000 для этих пластин действительны расчетныеуравнения:Nu = 0,135Re 0,73 Pr0,43 (Pr/Pr CT)0,25 ,(3.6.1)0,25Eu= 1260/Re ,(3.6.2)0,25ξ = 22,4/Re ..(3.6.3).Рис.16.
Конструкция сетчато-поточной пластины «ПР-0,5М»При ламинарном режиме течения при 0,1 < Re ≤ 50Nu = 0,63Re 033 Pr0,33 (Pr/Pr CT)0,25 ,(3.6.4)Eu = 35000/Re ,(3.6.5)ξ = 486/Re .(3.6.6)Приведенные формулы справедливы для различных рабочихсред при изменении числа Прандтля от 0,7 до 5000.При обогреве конденсирующимся движущимся паром вканалах из этих пластин при температурном напоре между пароми холодной стенкой при Δt≥ 10°С Товажнянский получил:51Nu = 0,375∙10 -3 (Ga Pr K) 0,55 (ρ1/ρ2)1,17 ,(3.6.7)где Nu = αdЭ/λ, Ga = gL3П /ν2,K = r/cΔt,ρ2 и ρ1 — плотность пара при данном давлении и плотностьконденсата.При медленном движении пара в этих каналах и Δt<10°Судовлетворительные результаты дает уравнение (3.1.5).2.
Модернизированная конструкция пластин «ПР-0,5 М» (см. рис. 16)имеет несколько измененные определяющие размеры канала присохранении угла наклона гофр треугольного профиля F1= 0,5м2;Sн = 18 мм; S = 20,8 мм; h = 5 мм; dЭ = 0,0096 м; f1 = 0,0024 м2;LП = 1,0 м.Теплоотдача при турбулентном режиме движения рабочейсреды в этом случае также описывается уравнением (3.6.4).Гидравлическое сопротивление благодаря модернизациивходных и выходных участков канала уменьшено и описываетсяформулами:Eu = 784/Re0,25,ξ = 15/Re0,25.(3.6.8)При конденсации движущегося пара в каналах из пластин «ПР0,5 М» при Δt ≥ 10°С получено уравнение:Nu = 240Re 0,7 Pr0,4 ,(3.6.9)здесьNu = αLП /λ, Re = qLП /rρν, Pr = cνρ/λ.За определяющий размер в критериях Nu и Re принятаприведенная длина пластины LП .3.
Сетчато-поточные пластины «ПР-0,3» имеют при той жеформе гофр, что и пластины «ПР-0,5М», следующиеопределяющие размеры:F 1 = 0,3 м2; Sн = 18 мм; S = 20,8 мм; h = 4 мм; d Э = 0,008 м;f 1= 0,0011 м2; LП= 1,12 м.Теплоотдача при турбулентном режиме движения рабочейсреды в этом случае также описывается уравнением (3.6.4).Для расчета гидравлических сопротивлений получены формулы:Eu= 1350/Re0,25,(3.6.10)0,25ξ= 19,3/Re .(3.6.11)При конденсации движущегося пара для этих пластинNu = 322Re0,7Pr0,4.52(3.6.12)Обозначения и определяющий размер те же, что и для формулы(3.6.9).4.
Сетчато-поточные пластины в елку 0,2-К квадратные снаклонными гофрами треугольной формы (рис. 17).При сборке в пакет эти пластины устанавливают повернутыми вплоскости пластины одна относительно другой на 90°. Каналы имеютформу, показанную на рис. 16.Определяющие размеры: F1 = 0,2 м2; Sн = 18 мм; S = 21 мм; h = 4мм; dЭ = 0,0075 м; f1 = 0,0016 м2; LП = 0,442 м.Теплоотдача при турбулентном режимеNu = 0,09Re0,73Рr0,43(Рr/Рrст)0,25 .(3.6.13)Гидравлические сопротивления:Eu = 500/Re0,25 ,(3.6.14)ξ= 17/Re0,25 .(3.6.15)5. Сетчато-поточные пластины в елку с наклонными гофрамитреугольной формы для полуразборных сварных блочных инеразборных теплообменников имеют размеры гофр аналогичныепластине в елку «ПР-0,5М» разборных теплообменников.Для этих пластин можно рекомендовать уравнения (3.6.1) и(3.6.2); (3.6.4) и (3.6.5); (3.6.12) и (3.1.5) для полуразборных и сварныхблочных теплообменников.6.
Сетчато-поточные пластины с пересекающимися наклоннымигофрами синусоидальной формы моделей «Розенблад-2S»;«Розенблад-ЗS»; Розенблад-5S» (см. рис. 17).По этому семейству сетчато-поточных пластин наиболее полныеданные опубликованы для пластин типа 3S, которому подобны такжетипы 2S и 5S.53ПР-0,5МПР-1,3ПС-0,8вдоль потокапо нормали к гофрамВысота гофр, ммЧисло гофр напластинеДлина одного канала(приведенная), ммПлощадь поперечногосечения угловогоотверстия, м2Диаметрприсоединяемогоштуцера, ммУгол наклона гофр квертикальной осисимметрии в градусахПР-0,5ЕГабаритные размерыпластин, мм:длинаширинаТолщина стенки, ммПоверхностьтеплообмена, м2Масса.
кгЭквивалентныйдиаметр, м .Площадь поперечногосечения канала , м2Расстояние междустенками пластины(среднее), ммШаг гофр, мм:ПР-0,3ПараметрыПР-0,2Таблица 96506501,20,2137030010,3138050010,5138055010,5191092011,3137064010,83,63,25,45,612,36,40,00750,0080,0080,00960,00960,0090,00160,00110,00180,00240,00430,0033,84455520,81842120,818459181646620,81856620,81859536185460,441,121,1511,471,260,00821000,0045500,0171500,0171500,032000,0320060/306060600/6030В сборке четные и нечетные пластины повернуты однаотносительно другой на 180°, благодаря чему линии вершин гофродной пластины пересекают вершины гофр другой.Пластины этого типа образуют сетчато-поточный канал, вкотором поток жидкости меняет направление движения в двухплоскостях и подвергается искусственной турбулизации.
Уже приRe ≥150 нарушается ламинарный режим течения.54Движение жидкости между пластинами происходит в общемодним потоком, состоящим из многократно сходящихся ирасходящихся частных потоков, обтекающих 2300 точек контактагофр в межпластинном канале.При определяющих размерах F 1 = 0,33 м2; Sн = 10 мм;S = 11,5 мм; h = 3,2 мм; d Э = 0,0054 м; f 1 = 0,001 м2; LП = 0,89 м,при турбулентном движении рабочей среды и Re от 200 до 25 000получены расчетные формулы:Nu = 0,135Re 0,73 Pr0,43 (Pr/Pr CT)0,25 ,(3.6.16)Eu= 1843/Re 0,25,(3.6.17)ξ = 22,4/Re 0,25 .(3.6.18)При ламинарном режиме течения для пластин типа 3S получена формула:Nu = 0,4 ( RePr d Э /L )1,17 (µ/µ cт )0,14 .а)(3.6.19)б)Рис.17. Сетчато-поточная пластина «Розенблад-3S» и сечениямежпластинного канала: а) – поперек потока; б) – вдоль потока.3.7.
Применяемые материалыДляизготовленияпластинприменяетсялистоваяхолоднокатаная сталь по ГОСТу 3680 размером 710 1420 мм и 10002000 мм при толщине стенки 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 и 2 мм.55При раскрое листа следует учитывать, что пластиныпредпочтительно ориентировать вдоль прокатных волокон, чтоулучшает условия вытяжки горизонтальных гофр.Для достижения достаточной коррозионной стойкоститеплопередающей поверхности к тем или иным рабочим средамтребуется штамповать пластины из металла соответствующей марки.Практически пластины можно изготовить из любой маркиметалла, поддающегося холодной штамповке (вытяжке). Наиболееширокоераспространениеполучилипластиныизкоррозионностойкиххромоникелевыхсталей:Х18Н10Т;Х17Н13М2Т; Х17Н13МЗТ по ГОСТу 5632.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
