冷卻器板片的剛度是指板片按照要求組裝后,在固定壓緊板和活動壓緊板的夾緊作用下,抵抗兩側(cè)不同壓力的介質(zhì)作用而變形的能力。
在正常工作狀態(tài)下,板片除了要有足夠的強度外,還需要有一定的剛度,以控制板片的變形過程,使得換熱介質(zhì)在板片通道內(nèi)液層厚度均勻,保證換熱效率。根據(jù)熱脹冷縮原理,溫度的升高或降低都會引起板片的膨脹或收縮,但板片的膨脹或收縮要受到來自固定壓緊板和活動壓緊板的限制。當熱脹冷縮不能完全自由地進行時,就會產(chǎn)生應(yīng)力,這就要求傳熱板片應(yīng)有足夠的剛度和耐壓能力。在板片的1結(jié)構(gòu)設(shè)計中常常需要合理地布置支承點和增加加強筋。板片的剛度不僅取決于支承點位置的密度和精度,還取決于板片的長、寬以及板厚等其他因素。
目前,國內(nèi)外換熱板片的板型千差萬別,已有上百種形式。就其長寬比而言有1∶2、1∶3等多種。在特殊工況條件下還有1∶1、1∶4、1∶5、1∶6等。不同的工況采用不同的長寬比,其承壓能力也不盡相同。筆者經(jīng)過多年的板型開發(fā)和研制發(fā)現(xiàn),板片的長寬比是影響板片剛度的重要因素之一。
對于液液工況,換熱板片的設(shè)計有向窄長型發(fā)展的趨勢。窄長型板片可以有效地減少流體的邊流現(xiàn)象,使其在通道內(nèi)盡量地均勻流動,強化換熱效果。此外,也為提高板片的橫向剛度提供了極為有利的條件。板片的縱向剛度可以靠4～6對夾緊螺栓和固定壓緊板、活動壓緊板來保證;而在計算板片的橫向剛度時,不僅要考慮兩板夾緊后的受力變形,還要考慮液體壓力和密封墊片的拉力,以及板片支承點的變形、錯位等諸多因素。當板片的橫向剛度不足以克服以上的變形時,有可能在密封墊片與板片之間發(fā)生泄漏。實踐證明板片的長寬比在1∶2 5、1∶3左右時,
冷卻器的整機承壓能力可達２．５ＭＰa而低于此值的板型,其整整機承壓能力在１．０－１．６ＭＰa。
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