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板式换热器板片越多,阻力越大吗?江苏睿翌来解答!

10/16 08:55
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江苏睿翌明确的告诉你:是的在相同流量下,板式换热器的板片数量增加,通常会导致总阻力(压降)增大。

但背后的原理和实际情况更为复杂,下面我们来详细解释:

核心原理:阻力来自哪里?

板式换热器的阻力(压降)主要由以下几部分组成:

摩擦阻力:流体在狭窄、曲折的板间流道内流动时,与板片表面产生的摩擦力。

局部阻力:流体在流道入口、出口以及改变方向(通过板片上的波纹)时产生的涡流和能量损失。

板片数量增加,相当于流体的“通行路径”变长了。 流体需要穿过更多的板间通道,经历更多的摩擦和更多的方向改变,因此总的能量损失(即压降)自然会增加。

关键影响因素:流速是决定性因素

虽然板片增多会导致阻力增大,但流速是一个更关键、影响更大的因素。根据流体力学公式,压降与流速的平方近似成正比。

这就引出了一个重要的工程实践:

在设计时,为了增加换热面积(即增加板片数)而又不使压降过大,工程师通常会采用“降低流速”的策略。

具体来说,有两种主要流道布置方式:

串联流道:所有流体依次穿过每一个流道。增加板片会直接增加流道长度,在流量不变的情况下,流速不变但流程变长,导致压降显著增加。

并联流道:这是更常见的方式。流体被分成多股,同时进入多个并联的流道。当您增加板片时,实际上是增加了并联流道的数量。如果总流量保持不变,那么每个流道内的流速会降低。

带来的效果是:

有利方面:由于单个流道流速降低,根据“压降与流速平方成正比”的规律,每个流道产生的压降会急剧减小。

不利方面:由于流道总数增加了,总的摩擦面积和方向改变次数也增加了。

最终的总压降是增大还是减小,取决于这两个相反效应的博弈结果。但在绝大多数实际工况下,增加并联板片数(即增加换热面积)时,为了控制压降,设计上会倾向于让总流量分配到更多的流道中,从而降低单流道流速。其综合结果是:总压降仍然会随板片数增加而增大,但增大的幅度远不如流速变化带来的影响那么剧烈。

总结与类比

您可以把它想象成交通流:

板片数量:就像城市的道路总长度。路越长,汽车跑完全程的总体耗油(能量损失)可能越多。

流速:就像汽车在每条路上的行驶速度。速度越快,风阻和刹车带来的耗油(能量损失)会成倍增加。

并联流道:就像增加了更多的平行车道。虽然总路长了,但车流被分散到更多车道上,每条车道都不堵车了,车速很慢,单条车道的“行车压力”很小。但把所有车道的耗油加起来,总耗油还是会比车道少的时候多一些。

结论

在总流量不变的情况下,增加板式换热器的板片数量,其总阻力(压降)几乎总是增加的。

然而,通过合理的流道设计(主要是增加并联流道数),可以通过显著降低流速来缓解压降的急剧上升。这使得我们能够在可接受的压降范围内,通过增加板片来获得更大的换热面积。

因此,在板式换热器的选型和设计中,换热面积(板片数)和压降是一对需要权衡的关键参数。工程师的目标是在满足换热需求的前提下,将压降控制在泵或系统所能允许的范围内。

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