大多数的讨论都是二介 质二管式换热器通道

　　（合肥通用机械研究院，合肥230031） 对二介质四通道螺旋板式换热器的几何设计进行了计算分析，并给出了相应的设计计算方法和公式。关键词 螺旋板式换热器；四通道；不等通道；设计计算 中图分类号 ：TQ 051.5 ；TH 122 文献标识码 文章编号：1009-3281（2014）02-0034-004 1930 年瑞典的 Rosemblad 早提出螺旋板式换 热器的结构，1932 年以此人命名的 Rosemblad 成批生产此种换热器 ，并申请了专利。此后，世界许多国家相继设计制造了螺旋板式换热器，并应用于 化工、管式换热器石油、冶金、管式换热器机械、医药、酿造、印染及公共 采暖设施等各种场合。螺旋板式换热器具有体积小、 效率高、制造简单、成本低、能进行低温差热交换等 优点，近年来在国内各行业中具有广泛的应用。目前， 国内生产的绝大多数螺旋板式换热器为二介质二通 道结构，由于螺旋板宽度有一定的限制，即使采用不 等通道结构，也难以满足两种介质流量或黏度差异特 别大时的换热问题。为此，二介质四通道螺旋板式换 热器就有了发展应用的空间，也催生了其设计制造技 术的问世。 文献 所述情况）。两种换热介质同时在两个螺旋通道内流动并参与有效换热的情况则称为二介质四 通道螺旋板式换热器（如图 二介质四通道结构Fig.2 twomedium four-channel 给出了二介质四通道螺旋板式换热器的内部螺旋体结构简图，换热器的两种换热介质分别在 多通道螺旋板式换热器四个通道 在以往的文献资料中介绍的螺旋板式换热器多为由两张钢板卷制而成的二介质二通道螺旋板式换 -4]，即同一换热介质只在一个螺旋通道内流动 并参与有效换热的螺旋板式换热器（如图 二介质四通道结构Fig.3 twomedium four-channel 收稿日期 ：2012-09-22 作者简介 ：杨家平（1988—），男，安徽合肥人，助理工程师。主 要从事压力容器设计、制造、安装工作。 二介质二通道结构Fig.1 twomedium two-channel 2014 1.1几何尺寸计算 在以往的文献资料中，大多数的讨论都是二介 质二通道螺旋板式换热器几何尺寸的设计计算，文献 中也只给出了二介质二通道螺旋板式换热器的几何设计。笔者对二介质四通道螺旋板式换热器的螺旋 板几何尺寸计算进行了计算分析，并给出了相应的计 算方法和公式。 当通道宽度为 δ，中心圆半径为 以及螺旋板的起点角 的值也相应确定。为方便讨论，假设螺旋板的终点落在中心隔板（所在的平面）上，如终点位 置不落在中心隔板（所在的平面）上，可单独计算 后一段螺旋板的相关参数再进行合并计算。 假设第 的想象胎膜直径d(d=2R) 所构成的中心圆的交点，管式换热器 10-6 Y1Y2 Y3 Y4 10（5）螺旋板圈数（为简便起见，利用 B1得出公式） -6 -6 -6 -6 +4δ-2r +4δ（9）换热器螺旋通道长度 ）之间构成了通道一（b）；通道一（b =β=cos第二块螺旋板（起始半径为 螺旋板式换热器的传热板是以半圆弧长为等差数列特征的螺旋体。螺旋板长度的计算中，公式中的 均是假设螺旋板都始于中心隔板端部（即补全 所对应的弧长）开始计数的，、三块板的“圈数”从中心隔板的左端部（起始点）开始 计数，第二、四块板的“圈数”从中心隔板的右端部（起 始点）开始计数，因已假设四块板的终点后都落在 中心隔板的水平中心线上，故在假设情况下四块板的 ）与第二块螺旋板（起始半径为 螺旋通道的长度同样是以半圆弧长为等差数列特征的螺旋体，则 +4δ(2r -1)(2r -1)(2r +4δ)-1 =β=cos=cos -1 =68 =β=cos-1 ；中心圆半径R=140 ；螺旋板圈数 =cos-1 （4）螺旋板长度 +4δ(2r 10+15+22+25+434[(2159+3)+(4-1)( +4δ(2r 10+15+22+25+434[(2163+3)+(4-1)( 4[(2146+3)+(4-1)(10+15+22+25+43 )]-(146+ 4[(2145+3)+(4-1)(10+15+22+25+43 )]-(145+ +4δ(2r 4[(2159-10)+(4-1)(10+15+22+25+43 )]-(159- 4[(2163-15)+(4-1)()]-(163- -1)(2r -1)(2r +4δ)=2(140+3)+4(10+15+22+25+43)=622 由以上计算结果可知，通过本文推导的公式， 能够准确计算出螺旋板换热器的各几何参数。 r1、r2、r3、r4——卷辊半径，mm，(R+δ-e2
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