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钎焊式板式换热器的压力损失如何计算?
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钎焊式板式换热器的压力损失如何计算?

2024.04.17

钎焊式板式换热器的压力损失计算是一个融合了流体力学、传热学和材料科学知识的复杂任务。其工作原理在于利用金属板传递热量,流体在板间流动以完成热交换。这种换热器因其出色的换热效率和紧凑的结构而广受青睐。然而,流体在板间流动时所产生的压力损失,直接影响着换热器的效能和能耗。

压力损失的计算,可以通过实验测量和数值模拟两种方法实现。实验测量,是通过设置特定的边界条件,如流速和温度,然后测量换热器进出口的压差来得出结果。而数值模拟,则是借助计算流体动力学(CFD)软件,依据流体的流动状态和传热特性,对换热器内部的压力损失进行预测。

在进行压力损失计算时,需考虑的因素包括流体的物理性质、板片的设计参数(如波纹倾角、波纹深度、波纹间距等)以及换热器的几何结构。以波纹倾角为例,其对换热器的换热效果和阻力损失有着显著影响。研究表明,当波纹倾角接近60°时,换热效果较佳且阻力尚未达到峰值。此外,板片的几何形状也会对流体的流动状态和传热性能产生影响,如三角形凸台板片相比平滑板片,具有更优越的换热和阻力特性。

为了准确计算钎焊式板式换热器的压力损失,我们可遵循以下步骤:

明确换热器的设计参数和工作条件,包括流体的物理性质、板片的几何形状以及操作条件等。

选择适合的传热系数和摩擦系数关联式,这些关联式可以通过实验数据拟合得出,也可参考已有的文献资料。

然后,利用CFD软件建立换热器的数值模型,输入上述设计参数和工作条件,进行模拟分析。通过模拟,我们可以获得换热器内部的流场、温度场和压力场分布。

根据模拟结果计算压力损失,这可以通过比较换热器进出口的压差来确定,也可直接从CFD模拟结果中提取。

钎焊式板式换热器的压力损失计算是一个涉及多个因素的综合过程,通过合理的实验设计和数值模拟,可以准确预测换热器的压力损失,为换热器的设计和优化提供重要参考。


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