板翅式换热器那些事
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(Marson 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 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;
原子能和国防工业 氢液化器和氮液化器。
3 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。其传热系数也比例管式换热器高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17300m2/m3,一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。
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),从而最大限度在减少整个换热器与周围环境的热交换。
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。
板翅式换热器的公式较为复杂,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。
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