板翅式换热器的应用

板翅式换热器结构:
通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层,称为通道,将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来,钎焊成一整体便组成板束,板束是板翅式换热器的核心,配以必要的封头、接管、支撑等就组成了板翅式换热器。

一台典型的板翅式换热器主要组成元件有翅片、隔板、封条、导流片和封头等。

翅片隔板

1、翅片
翅片是铝板翅式换热器的基本元件,传热过程主要通过翅片热传导及翅片与流体之间的对流传热来完成。翅片的主要作用是扩大传热面积,
提高换热器得紧凑性,提高传热效率,兼做隔板的支撑,提高换热器的强度和承压能力。翅片间的节距一般从1mm~4.2mm,翅片的种类和型式多种多样,常用的形式有锯齿型、多孔型、平直型、波纹型等,国外还有百叶窗式翅片、片条翅片、钉状翅片等。

2、隔板
隔板是二层翅片之间的金属平板,,它在母体金属表面覆盖有一层钎料合金,在钎焊时合金熔化而使翅片、封条与金属平板焊接成一体。隔板把相邻两层隔开,热交换通过隔板进行,常用隔板一般厚1mm~2mm。

3、封条
封条在每层的四周,其作用是把介质与外界隔开。封条按其截面形状可分为燕尾槽形、槽钢形和腰鼓形三种。一般,封条的上下两个侧面应具有0.3/10的斜度,以便在与隔板组合成板束时形成缝隙,利于溶剂的渗透和形成饱满的焊缝。

4、导流片
导流片一般布置在翅片的两端,在铝板翅式换热器中主要是起流体的进出口导向作用,以利于流体在换热器内的均匀分布,减少流动死区,提高换热效率。

5、封头
封头也叫集流箱,通常由封头体、接管、端板、法兰等零件经焊接组合而成。封头的作用是分布和集聚介质、连接板束与工艺管道。
另外,一台完整的板翅式换热器还应包括支座、吊耳、隔热层等附属装置。支座与支架相连用来支承换热器的重量;吊耳为换热器吊装使用;铝板翅式换热器外面一般都要考虑隔热。通常采用干燥珠光砂、矿渣棉或硬性聚胺脂发泡等方法。

板式换热器的工作原理:

板式换热器是按一定的间隔,由多层波纹形的传热板片,通过焊接或由橡胶垫片压紧构成的高效换热设备。按其加工工艺分为可拆式换热器和全焊接不可拆式换热器,办焊接式换热器是介于两者之间的结构,即两种流体作为相对独立的结构体进行组装的。板片的焊接或组装遵循两两交替排列原则组装时,两组交替排列。为增加换热板片面积和刚性,换热板片被冲压成各种波纹形状,目前多为v型沟槽,当流体在低流速状态下形成湍流,从而强化传热的效果,防止在板片上形成结垢。板上的四个角孔,设计成流体的分配管和泄集管,两种换热介质分别流入各自流道,形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。
过程:
1.隔离换热介质、传递热量,板片上有波纹,能够让换热介质紊流,从而增强换热系数。
2.依靠换热介质自身压力或者用泵提供压力(紊流流动)

板式换热器

板式换热器特点:
(1)传热效率高,由于翅片对流体的扰动使边界层不断破裂,因而具有较大的换热系数;同时由于隔板、翅片很薄,具有高导热性,所以使得板翅式换热器可以达到很高的效率。
(2)紧凑,由于板翅式换热器具有扩展的二次表面,使得它的比表面积可达到1000㎡/m3。
(3)轻巧,原因为紧凑且多为铝合金制造,钢制,铜制,复合材料等的也已经批量生产 。
(4)适应性强,板翅式换热器可适用于:气-气、气-液、液-液、各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热。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、串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。工业上可以定型、批量生产以降低成本,通过积木式组合扩大互换性。
(5)制造工艺要求严格,工艺过程复杂。
(6)容易堵塞,不耐腐蚀,清洗检修很困难,故只能用于换热介质干净、无腐蚀、不易结垢、不易沉积、不易堵塞的场合。

板翅式换热器应用

板翅式换热器应用:
板翅式换热器由于其优越的性能和成熟的技术已在各工业部门得到越来越广泛的应用。
1、空气分离设备:空分设备的主换热器、过冷器、冷凝蒸发器等低温换热器采用板翅式换热器后可以节省设备投资和安装费用,并降低单位能耗。
2、石油化工:板翅式换热器具有处理量大、分离效果好、能耗低等优点,已被用于乙烯深冷分离、合成氨氮洗、天然气、油田气分离与液化等工艺过程。
3、工程机械:经过20多年的研究和实践,世界各国已在汽车、机车散热器、挖掘机油冷器、制冷机散热器、大功率变压器散热器上成批生产和使用板翅式换热器。
4、超导和宇宙空间技术:低温超导和宇宙空间技术的发展,为板翅式换热器的应用提供了新的途径,板翅式换热器在美国阿波罗飞船和中国神舟飞船上都有应用。

板翅式换热器应用领域的进一步拓宽:

在化学工业中,利用板翅式换热器作为反应器的研究已进行多年,使板翅式换热器除了起焕然作用外,还同时完成其他功能,如传热反应等,一直是工业界关心的问题。在核能、宇航、超导等尖端技术中应用板翅式换热器时还遇到不少问题。随着板翅式换热器技术的进一步发展与完善,可以预期其应用领域将不断拓展。

编辑人员:Ryan Wu; 版权所属:上海格航真空科技有限公司
关联产品:真空钎焊炉, 低温真空钎焊炉

板翅式换热器应用领域的进一步拓宽