本成套设备由板式换热器、平衡槽、离心式卫生泵、 热水装置(包括蒸汽管路、 热 水喷入器)、 支架以及仪表箱等组成。 用于牛奶或其它热敏感性液体之杀菌冷却。 欲处理的物料**入平衡槽,经离心式卫生泵送入换热器、 经过预热、杀菌、 保 温、冷却各段, 凡未达到杀菌温度的物料,由仪表控制气动回流阀换向、 再回到平衡槽重新处理。 物料杀菌温度由仪表控制箱进行自动控制和连续记录, 以便对 杀菌 过程进行监视和检查。 此设备适用于对牛奶预杀菌、巴式杀菌。 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。 a.传热系数高 由于不同的波纹板相互倒置,构成复杂的流道,使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动,能在较低的雷诺数(一般Re=50~200)下产生紊流,所以传热系数高,一般认为是管壳式的3~5倍。 b.对 数平均温差大,末端温差小 在管壳式换热器中,两种流体分别在管程和壳程内流动,总体上是错流流动,对数平均温差修正系数小,而板式换热器多是并流或逆流 流动方式,其修正系数也通常 在0.95左右,此外,冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流,因此使得板式换热器的末端温差小,对水换热可 低于1℃,而管壳式换热器一般 为5℃. 板式换热器 c.占地面积小 板式换热器结构紧凑,单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍,也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所,因此实现同样的换热量,板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。 d.容易改变换热面积或流程组合,只要增加或减少几张板,即可达到增加或减少换热面积的目的;改变板片排列或更换几张板片,即可达到所要求的流程组合,适应新的换热工况,而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。 e.重量轻 板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm,而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm,管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多,板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。 f. 价格低 采用相同材料,在相同换热面积下,板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。 g. 制作方便 板式换热器的传热板是采用冲压加工,标准化程度高,并可大批生产,管壳式换热器一般采用手工制作。 h. 容易清洗 框架式板式换热器只要松动压紧螺栓,即可松开板束,卸下板片进行机械清洗,这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。 i. 热损失小 板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中,因此散热损失可以忽略不计,也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大,需要隔热层。 j. 容量较小 是管壳式换热器的10%~20%。 k. 单位长度的压力损失大 由于传热面之间的间隙较小,传热面上有凹凸,因此比传统的光滑管的压力损失大。 l. 不易结垢 由于内部充分湍动,所以不易结垢,其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10. m. 工作压力不宜过大,介质温度不宜过高,有可能泄露 板式换热器采用密封垫密封,工作压力一般不宜超过2.5MPa,介质温度应在低于250℃以下,否则有可能泄露。 n. 易堵塞 由于板片间通道很窄,一般只有2~5mm,当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时,容易堵塞板间通道
结构原理
可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成,板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管,同时又合理地将冷热流体分开,使其分别在每块板片两侧的流道中流动,通过板片进行热交换。
板式换热器的优化设计计算,就是在已知温差比NTUE的条件下,合理地确定其型号、流程和传热面积,使NTUp等于NTUE。