板翅式换热器.ppt

板翅式换热器设计 Plate-fin Heat Exchanger 二零零五年七月 1 本章主要内容一、绪论二、板翅式换热器的结构三、板翅式换热器的设计计算四、板翅式换热器的流动阻力计算五、板翅式换热器的强度计算六、板翅式换热器的制造工艺本章学****重点?1)了解板翅式换热器的基本型式及结构(2)能应用基本传热公式对板翅式换热器进行设计计算 2 § 3-1 绪论 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。 3 2 优缺点-优点?传热效率高,温度控制性好翅片的特殊结构,使流体形成强烈湍流,从而有效降低热阻,提高传热效率。其传热系数也比列管式换热器高 5-10 倍。传热效率与功耗比低,可精确控制介质温度。?结构紧凑传热面积密度可高达 17300 m 2 /m 3,一般为管壳式换热器的 6-10 倍,最大可达几十倍。?轻巧,经济性好翅片很薄,而结构很紧凑、体积小、又可用铝合金制造,因而重量很轻(可比管壳式换热器降低 80% ),故成本低。 4 ?可靠性高全钎焊结构,杜绝了泄漏可能性。同时,翅片兼具传热面和支撑作用,故强度高。?灵活性及适应性大: 1)两侧的传热面积密度可以相差一个数量级以上, 以适应两侧介质传热的差异,改善传热表面利用率; 2)可以组织多股流体换热(可达 12股,这意味着工程、隔热、支撑和运输的成本消耗降低),每股流的流道数和流道长都可不同; 3)最外侧可布置空流道(绝热流道),从而最大限度地减少整个换热器与周围环境的热交换。 5 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。 6 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。 7 ??????(?)???? 1 -269~-253 ?????? 2 -253~-196 ?????? 3 -196~-162 ???? 4 -162~ ????????????????? 5??~150 ???????????????????????????????????????????????? 6????????????????? 7 100~500 ???????????????? 8??????????????????????????????(?????????) 8 机车水冷式中冷器风冷式换热器压缩机风冷式油、气换热器 9 风冷式气冷却器冷凝蒸发器工程机械风冷式油换热器 10