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1、 焊接型板式换热器的紧凑性好，重 量轻、传热性能好、初始成本低特点。 本文对板式换热器的发展及应用领域作了简要的介绍，通过应用板式换热 器的传热机理。 对板式换热器进行了热力计算和阻力计算，在满足了校核条件 下，设计了板式换热器的基本结构如框架形式，板片结构及流程组合方式等结 构参数。 确定了板片数为 149 的并联式流程组合的板式换热器，用 Auto CAD 绘 制零件图及总图。 关键字： 板式换热器；结构设计；热力计算；校核；经济性分析 II AbstractAbstract The design is premise of security, in an mush an possible

2、 to ensure its quality, economically rational and practical technical indicators, such an under the premise of the design. Plate heat exchangers a compact and efficient heat transfer equipment, it is applied to the food industry, metallurgical industry, electromechanical industry, paper industry, oi

3、l industry and other fields. And its type, structure and scope are still evolving, Welded plate heat exchanger compactness has the features such as light weight, good heat transfer performance and low initial cost. In this paper, by the using of plate heat exchanger heat transfer mechanism the devel

4、opment of plate heat exchanger and applications are briefly introduced.It carried out the plate heat exchanger thermal calculation and resistance calculations, and designed the basic structure of the plate heat exchanger such as the frameworks, structure and processes combinations to meet the verifi

5、cation condition.Finally it determined the parallel flow plate heat exchanger with 149 of the plates and combined with Auto CAD drawing parts diagram and assembly drawings. Keywords: Plate heat exchanger; Configuration design; Thermodynamic calculation; Check; III 目录 1. 绪 论.1 1.1 板式换热器的概述 1 1.2 我国设计

6、制造应用情况 1 1.3 国外著名厂家及其产品 3 2. BR01 型板式换热器的基本构造 6 2.1 BR01 型板式换热器的基本构造 .6 2.2 流程组合 6 2.3 框架型式 8 2.4 板片.9 2.4.1 常用形式 9 2.4.2 混合 人字板及性能.10 2.4.3 特种形式 .12 2.5 密封圈 .12 2.6 压紧装置 .13 3. 板式换热器的性能特点14 3.1 板式换热器的主要优点 .14 3.2 板式换热器的主要缺点 .16 3.3 板式换热器与管壳式换热器的比较 .16 4. BR01 型板式换热器的设计计算 .18 4.1 板式换热器的设计计算概述 .18 4.

7、2 传热过程 .18 4.2.1 对流换热 .18 4.2.2 相变换热 .19 4.2.3 导热20 4.3 热力计算 .20 IV 4.3.1 一般设计要求 .20 4.3.2 设计计算公式和曲线 .23 4.3.3 确定总传热系数的途径 .29 4.4 换热器已知参数 .30 4.4.1 计算综述表 .36 5. 经济与技术分析41 5.1 技术经济分析的原则 .41 5.2 技术经济分析的标准 .41 结论.42 致谢.43 参考文献.44 附录 A.45 附录 B.46 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 1.1. 绪绪 论论 1.11.1 板式换热器的板式换热器的概况概况 目前板

8、式换热器已经成为高效、紧凑的热交换设备，且大量地应用于工业 中,其发展已有一百多年的历史1。 1878 年德国人发明了第一个板片式换热器，现在通常都称作板式换热器， 经过了 50 多年的发展，到 20 世纪 30 年代，出现了由薄金属板压制的板片组装 而成的板热器，并将该换热器大量的应用于工业，显示出了优异的性能，从此 就迅速地得到了广泛的推广应用，成为紧凑、高效的换热设备。 早期的板式换热器大都用于食品工业，如牛奶、蛋液、啤酒等的加工过程 中。 这是由于早期板片的单板面积较小，单台换热器的面积不大型化，所以只 能用于处理物料流量较小的场合，随着单板面积的增大，单台换热器的面积也 相应增大。

9、现在各制造厂竞相增大单板面积和组成大型的板式换热器。 板式换热器发展趋势是：提高操作温度和操作压力，加大处理量，扩大使 用范围，研制采用新的结构材料的制造工业，而研制新的垫片材料易提高其使 用温度和使用压力，将是其中的重点。 虽然板式换热器有很多优点，而其现在发展很快，但它们在结构与制造上 尚存在问题。 相信随着科学技术的飞速发展，板式换热器会不断完善，应用也 日趋广泛。 1.21.2 我国设计制造应用情况我国设计制造应用情况 我国板式换热器于六十年代开始研究制造。 1965 年，兰州石油化工机器厂 根据一些资料设计、制造了单板换热器面积为 0.52的水平平直波纹板片的板 2 m 式换热器，这

10、是我国首家生产出的板式换热器，供造纸厂、维尼纶厂等使用。 八十年代初期，该厂又引进了 W.Schmidt 公司的板式换热器制造技术，增加了 板式换热器的品种2。 1967 年，兰州石油机械研究所对板片的六种波纹型式作了对比试验，肯定 了人字形波纹的优点，并于 1971 年制造了我国第一台人字形波纹板片（单板换 宁康康：BR01 型板式换热器的设计 2 热面积为 0.3）的板式换热器，这对于我国板式换热器采用波纹型式的决策 2 m 起了重要的作用。 1983 年，兰州石油机械研究所组织了板式换热器技术交流会， 对板片的制造材料、板片波纹型式、单片换热面积、板式换热器的应用等方面 进行了讨论，促进

11、了我国板式换热器的发展。 国家石油钻采炼化设备质量监测 中心还对板式换热器的性能进行了大量的测定。 清华大学于八十年代初期，对板热器的换热、流体阻力和优化等方面进行 了理论研究，认为板热器的换热，以板间横向绕流作为换热物理模型，该校还 对板式换热器热工性能评价指标及板式换热器计算机辅助设计进行了研究。 近 几十年来，他们还作了大量的国产板片的性能测定。 河北工学院就板式换热器的流体阻力问题研究，认为只有当板片两侧的压 差相等或压差很小时，板片以自身的刚性使板间距保持在设计值上，否则板片 会发生变形，致使板间距发生变化，出现受压通道和扩张通道。 其次，他们把 板式换热器的流体阻力分解为板间流道阻

12、力和角孔道阻力（包括进、出口管） 进行整理，得到一种新的流体阻力计算公式。 天津大学对板换器的两相流换热及其流体主力计算做了大量研究，得出考 虑因素比较全面的换热计算公式。 近年来，研制了非对称型的板式换热器，进 行了国产板式换热器的性能测定及优化设计等工作。 华南理工、大连理工等高等院校和科研单位，也对板式换热器的换热、流 体阻力理论或工程应用方面作了很多有益的工作。 进入二十一世纪以来，我过的板式换热器研究取得了较大的进步，在借鉴 国外先进经验的同时，也逐渐形成了自己的一套设计开发模式，与世界领先技 术的差距进一步缩小。 我国板式换热器的制造厂家有四五十家、年产各种板式 换热器数千台计，但

13、是我国的板式换热器的应用远不及国外，这与人们对板式 换热器的了解程度、使用习惯以及国内产品的水平有关。 七十年代，板式换热 器主要应用于食品、轻工、机械等部门；八十年代也是仅仅应用于民用建筑的 集中供热；八十年代中期开始，在化工工艺流程中较苛刻的场合也出现了板式 换热器的身影。 由于人们对板式换热器工作原理、热力计算、校验等不熟悉的 原因，使得板式换热器在开发到应用的时间跨度上，花费了较多的时间3。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 3 1.31.3 国外著名厂家及其产品国外著名厂家及其产品 现在，世界上发达国家制造的板式换热器，产品销往世界各地。 最著名的 厂家有英国 APV 公司、瑞典 A

14、LFA-LAVAL 公司、德国 GEA 公司、美国 OMEXEL 公司、日本日阪制作所等。 （1）英国 APV 公司。 APV 公司的 Richard Seligman 博士于 1923 年就成功 设计了第一台工业性的板式换热器。 其在国外有 20 个联合公司，遍及美、德、 法、日、意、加等国。 Seligman 设计的板式换热器板片为塞里格曼沟道板。 三 十年代后期，英国人 Goodman 提出的阶梯形断面的平直波纹，性能并不十分优 越。 目前 APV 公司生产的板式换热器波纹多属人字形波纹，最大单板换热面积 为 2.2，单台换热器最大流量为 2500。 换热器最高使用温度为 2 m hm

15、/ 3 260、最大使用压力为 2.0MPa、最大的单台换热面积为 1600。 APV 公司C 2 m 换热器产品情况如表 1-14： 表表 1-1 APV 公司生产的主要板式换热器公司生产的主要板式换热器 Tab.1-1 The main heat exchanger of APV company 板式换热器 型 号 最高工作 压 力 （ ）MPa 单板换热 面、 积 （ ） 2 m 半片外型尺 寸 长 X 宽 （X ）mmmm 单台最多 板 片 数 长管尺寸 （）mm SR103 . 1 0258 . 0 570X21015038 HMB0.6934 . 0 1114X31818751 SR351.550.341152X39241475 R4037 . 1 0.381150X445409102,127,152 R552.0652 . 0 1156X416362102 R5693 . 0 0.521156X416350102 R1060.69078 . 1 1984X712427300 R23583 . 0 2.22739X1107729400 （2）ALFA-LAVAL 公司。 ALFA-LAVAL 公司制造的