3-高效间壁式换热器板翅式换热器板翅式换热器.ppt

板翅式换热器
1 发展概述
二十世纪三十年代,英国的马尔斯顿·艾克歇尔瑟(Marston Excelsior)公司首次开发出铜及铜合金制板翅式换热器,并将其用作航空发动机散热器。
此后,各种金属材料的板翅式换热器相继出现在工程应用中,唯以铝合金材料为主。
我国是从60年代初期开始试制的。首先用于空分制氧,制成了第一套板翅式空分设备。
近几年来,在产品结构、翅片规格、生产工艺和设计、科研方面都有较大发展,应用范围也日趋广泛。
2 优缺点-优点
,使边界层不断破裂,因而具有较大的换热系数;同时由于制造板翅式换热器金属的高导热性,所以使得板翅式换热器可以达到很高的效率。
,使得它的比表面积可达1000~2500m2/m3。
,所以显得轻巧。
、气一液、液一液间各种不同流体的换热,以及发生集态变化间的相变换热。通过流道的布置和组合能够适应逆流、错流、多股流、多程流等不同的换热工况。通过单元间串联、并联、串并联的组俣可以满足不同的换热需要。工业上可以定型成批生产,以降低成本,扩大互换性。
2 优缺点-缺点
流道狭小,容易引起堵塞而增大压降;当换热器结垢以后,清洗比较困难,因此要求介质比较干净。
铝板翅式换热器的隔板和翅片都很薄,要求介质对铝不腐蚀,若腐蚀而造成内部串漏,则很难修补。
板翅式换热器的设计公式较为复杂,通道设计十分困难,不利于手工计算;这也是限制板翅式换热器应用的主要原因。
3 板翅式换热器应用
空气分离装置可逆式换热器,冷凝蒸发器,液化器,液氮和液态空气过冷器;
石油化工在天然气的液化、分离装置,及合成氨工业中逐步获得应用;
动力机械内燃机车散热器,汽车散热器、挖掘机循环油冷却器和压缩机空冷器、油冷器等;
原子能和国防工业氢液化器和氮液化器。
构造和工作原理
板翅式换热器由芯体、封头、接管和支座组成。
热交换由芯体完成,因此最关键的部件是芯体。
芯体由翅片、隔板、封条和导流片组成。
1 基本结构
(1)扩大传热面积,提高换热器的紧凑性,翅片可看做是隔板的延伸和扩大,同时由于翅片具有比隔板大得多的表面积,因而使紧凑性明显增大。
(2)提高传热效率,由于翅片的特殊结构,流体在通道中形成强烈的扰动,使边界层不断地破裂或更新,从而有效地降低了热阻,提高了传热效率。
(3)提高换热器的强度和承压能力,由于翅片的支撑加固,使板束形成牢固的整体,所以尽管隔板起翅片都很薄,但却能承爱一定的压力。
2 翅片作用及类型
(1)作用
翅片有锯齿形、平直形、多孔形等多种结构型式,可根据不同的操作条件来选择合适的翅片型式;
翅片的扩展面和翅片对流体的扰流能力决定了热交换能力;
因此板翅式换热器具有结构紧凑、轻巧及传热效率高等特点。
(2)类型
平直翅片特点是有很长的带光滑壁的长方型翅片,传热与流动特性类似于流体在长圆型管道中的流动。传热系数和阻力都较小,适宜用于阻力要求较小而自身传热性能较好的场合。
锯齿形翅片可看做平直翅片切成许多短小的片段并相互错开一定间隔而形成的间断式翅片。这种翅片对促进流体的湍动,破坏热阻边界层十分有效,属于高效率翅片。但流体通过锯齿形翘片时其流动阻力相应增大。锯齿形翅片普遍用在需要强化传热(尤其是气侧)的场合。