《板翅式換熱器》ppt課件

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1、板翅式換熱器設(shè)計Plate-finHeatExchanger二零零五年七月本章主要內(nèi)容一、緒論二、板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)三、板翅式換熱器的設(shè)計計算四、板翅式換熱器的流動阻力計算五、板翅式換熱器的強度計算六、板翅式換熱器的制造工藝本章學(xué)習(xí)重點（1）了解板翅式換熱器的基本型式及結(jié)構(gòu)（2）能應(yīng)用基本傳熱公式對板翅式換熱器進行設(shè)計計算§3-1緒論1發(fā)展概述二十世紀(jì)三十年代，英國的馬爾斯頓·艾克歇爾瑟（MarstonExcelsior）公司首次開發(fā)出銅及銅合金制板翅式換熱器，并將其用作航空發(fā)動機散熱器。此后，各種金屬材料的板翅式換熱器相繼出現(xiàn)在工程應(yīng)用中，

2、唯以鋁合金材料為主。我國是從60年代初期開始試制的。首先用于空分制氧，制成了第一套板翅式空分設(shè)備。近幾年來，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、翅片規(guī)格、生產(chǎn)工藝和設(shè)計、科研方面都有較大發(fā)展，應(yīng)用范圍也日趨廣泛。2優(yōu)缺點－優(yōu)點傳熱效率高，溫度控制性好翅片的特殊結(jié)構(gòu)，使流體形成強烈湍流，從而有效降低熱阻，提高傳熱效率。其傳熱系數(shù)也比列管式換熱器高5-10倍。傳熱效率與功耗比低，可精確控制介質(zhì)溫度。結(jié)構(gòu)緊湊傳熱面積密度可高達17300m2/m3，一般為管殼式換熱器的6-10倍，最大可達幾十倍。輕巧，經(jīng)濟性好翅片很薄，而結(jié)構(gòu)很緊湊、體積小、又可用鋁合金制造，因而重量很輕(

3、可比管殼式換熱器降低80%)，故成本低。可靠性高全釬焊結(jié)構(gòu)，杜絕了泄漏可能性。同時，翅片兼具傳熱面和支撐作用，故強度高。靈活性及適應(yīng)性大：1）兩側(cè)的傳熱面積密度可以相差一個數(shù)量級以上，以適應(yīng)兩側(cè)介質(zhì)傳熱的差異，改善傳熱表面利用率；2）可以組織多股流體換熱(可達12股，這意味著工程、隔熱、支撐和運輸?shù)某杀鞠慕档?，每股流的流道數(shù)和流道長都可不同；3）最外側(cè)可布置空流道（絕熱流道），從而最大限度地減少整個換熱器與周圍環(huán)境的熱交換。2優(yōu)缺點－缺點流道狹小，容易引起堵塞而增大壓降；當(dāng)換熱器結(jié)垢以后，清洗比較困難，因此要求介質(zhì)比較干凈。鋁板翅式換熱器

4、的隔板和翅片都很薄，要求介質(zhì)對鋁不腐蝕，若腐蝕而造成內(nèi)部串漏，則很難修補。板翅式換熱器的設(shè)計公式較為復(fù)雜，通道設(shè)計十分困難，不利于手工計算；這也是限制板翅式換熱器應(yīng)用的主要原因。3板翅式換熱器應(yīng)用空氣分離裝置可逆式換熱器，冷凝蒸發(fā)器，液化器，液氮和液態(tài)空氣過冷器；石油化工在天然氣的液化、分離裝置，及合成氨工業(yè)中逐步獲得應(yīng)用；動力機械內(nèi)燃機車散熱器，汽車散熱器、挖掘機循環(huán)油冷卻器和壓縮機空冷器、油冷器等；原子能和國防工業(yè)氫液化器和氮液化器。序號溫度范圍(℃)應(yīng)用領(lǐng)域1-269~-253氮氣液化分離2-253~-196氫氣液化分離3-196~-1

5、62空氣分離4-162~常溫乙烯精制、丙烯液化、氟里昂冷凍5常溫~150車船散熱器、冷卻器、油冷器、空冷器、空調(diào)裝置冷卻器及回?zé)崞鳌⒌責(zé)峒疤柲芾醚b置的換熱器及回?zé)崞?各種溫度某些化工及石油化工用換熱器7100~500核電廠反應(yīng)堆用換熱器（前景較好）8特殊用途航天、航空及電子工業(yè)用的特殊換熱器、化學(xué)反應(yīng)及精餾等(主要是微槽道換熱器)機車水冷式中冷器風(fēng)冷式換熱器壓縮機風(fēng)冷式油、氣換熱器風(fēng)冷式氣冷卻器冷凝蒸發(fā)器工程機械風(fēng)冷式油換熱器壓縮機風(fēng)冷式油、氣換熱器空分主換熱器機車風(fēng)冷式油換熱器§3-2板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)板翅式換熱器由芯體、封頭、接管和支

6、座組成。熱交換由芯體完成，因此最關(guān)鍵的部件是芯體。芯體由翅片、隔板、封條和導(dǎo)流片組成。1基本結(jié)構(gòu)板翅式換熱器結(jié)構(gòu)圖2翅片作用及類型翅片是板翅式換熱器最基本的元件，傳熱主要是依靠翅片來完成，一部分直接由隔板來完成。（1）作用（2）類型翅片有鋸齒形、平直形、多孔形等多種結(jié)構(gòu)型式，可根據(jù)不同的操作條件來選擇合適的翅片型式；翅片的擴展面和翅片對流體的擾流能力決定了熱交換能力；因此板翅式換熱器具有結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧及傳熱效率高等特點。而翅片傳熱不像隔板是直接傳熱，故翅片有“二次表面”之稱。翅片除承擔(dān)主要的傳熱任務(wù)外，還起著兩隔板間的加強作用。平直翅片特點是

7、有很長的帶光滑壁的長方型翅片，傳熱與流動特性類似于流體在長圓型管道中的流動。鋸齒翅片特點是流體的流道被沖制成凹凸不平，從而增加流體的湍流程度，強化傳熱過程，故被稱為“高效能翅片”。多孔翅片是在平直翅片上沖出許多孔洞而成的，常放置于進出口分配段和流體有相變的地方。波紋翅片是在平直翅片上壓成一定的波紋，促進流體的湍動，波紋愈密，波幅愈大，其傳熱性能愈好。百葉窗式翅片又稱鱗片式翅片或切斷式翅片，其特點是翅片上沖有等距離的百葉窗式的柵格，向內(nèi)流道凸出，起到強化傳熱的作用。板翅式換熱器有釬焊式和擴散焊兩種基本結(jié)合型式。大多數(shù)熱交換工況采用的是真空釬焊的

8、鋁制板翅式換熱器，對于腐蝕性較高的介質(zhì)，有真空釬焊的不銹鋼板翅式換熱器和鈦板翅式換熱器。（2）代號各翅片均采用我國漢語拼音符號和數(shù)字統(tǒng)一表示：例：PZ平直翅片DK多