板翅式换热器

1、板翅式换热器同组人：张弘达 18、张来超 14薛业成 06、张太平 02引言：板翅式换热器：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。张弘达一、板翅式换热器的开展二十世纪三十年代，板翅式换热器首先在航空工业上被采用，它结构紧凑、 轻巧、传热效率高等特点引起了研究人员和设计工作者的兴趣。随后在制冷、石油化工、空气别离、航空航天、动力机械、超导等工业部门得到广泛应用，被公认是高效新型换热器之一。 1942年，美国的诺利斯首先进行了平直翅片、锯齿翅

2、片、波纹翅 片、钉状翅片的传热机理研究，找出几种主要翅片的摩擦因子(f)，传热因子(j)与雷诺数(Re)的关系，为以后的研究与设计奠定了根底。1947 年美国海军研究署、船舶局、航空局合作在斯坦福大学拟定了 系统的研究方案并扩大了研究范围。板翅式换热器开展中另一方面是制造工艺， 对于结构复杂、 隔板和翅 片又很薄的铝合金钎焊工艺掌握是在经历了一段相当漫长又曲折过 程，在突破许多关键技术后才到达今天的水平。现在国外板翅式换热器最高设计压力可达10MPa以上，最大芯体尺寸LX WX H60007000X 1200x 1200mm,重达 10 吨以上， 可以有十多种流体同时换热。 我国是从 20 世

3、纪 60 年代中期开始板 翅式换热器试验研究, 70 年代初期自行开发成功,并首先在空分设 备上得到应用。90年代初，杭氧厂引进美国 S.W公司大型真空钎焊 炉和板翅式换热器制造技术,板翅式换热器生产在我国得到飞速发 展。现在已在空气别离、石油化工乙烯、合成氨、天然气别离与液 化、动力机械及航天神舟号飞船等工业部门得到广泛应用。并 有局部出口国外美国、加拿大等国。我国板翅式换热器目前的生产水平相当于国际上20世纪 90年代中期水平。杭氧现已开发有近 50 种不同型式和尺寸规格的翅片,可满足各种换热要求。二、板翅式换热器特点1传热效率高。2结构紧凑，单位体积换热面积为管壳式换热器 5 倍以上，最

4、 大可达几十倍。管壳式换热器一般为 150200m2/m3 ，而板翅式换热 器因翅片具有扩展二次外表，使传热面积可到达 15002500 m2/m3。3轻巧、牢固。铝材密度p为 2.7g/cm3，而钢材为7.8g/cm3, 铜材为 8.9g/cm3。 4 适应性大，可适用多种介质热交换。在同一设备内可允许多 达十多种介质之间热交换，可作气气、气液、液液之间换热， 亦可作冷凝和蒸发。 5经济性好。由于结构紧凑、铝材又轻，降低了设备投资费。 6 流道易堵塞，维修困难，所以介质要求清洁、干净。三、板翅式换热器结构 1换热器根本元件板翅式换热器的结构形式很多， 但单元体结构根本相同， 板式芯 体由翅片

5、、导流片、封条、隔板和侧板组成，在相邻两隔板之间放置 翅片、导流片和封条，组成一通道，按设计要求对各通道进行不同叠 积和适当排列，在600C左右温度下经钎焊成一整体。隔板主要用于传递热量和把介质分隔开来，也是承压主要元 件。压力越高，隔板越厚，厚度一般在 0.82mm。材料为3003 +AI-Si 合金。封条 在四周起密封和支撑作用，其高度与翅片等同，宽度按其 承受压力有15、25、40mm等几种不同规格。材料为 3003 H112。导流片 起流体的分配与聚集作用，常用于流体进出口，为多孔 型且节距较大的翅片。厚度一般为 0.40.6mm,材料3003 -0。侧板是换热器最外侧平板，主要起保护

6、作用和便于换热器支架 焊接，厚度一般在56mm,材料3003 -0。翅片 是换热器最根本元件，传热过程主要依靠翅片来完成，同 时承当两隔板之间支撑作用。尽管翅片很薄只有 0.150.5mm,却能 承受较高压力。材料为3003-0。m L - 5 诡诣单元培W翅片型式翅片选择根据工作压力、流体特性、换热要求等因素来考虑。一般放热系数大的场合液体之间，相变选用低而厚翅片，发挥翅片 作用，有较高翅片效率；放热系数小场合气体与气体选用高而薄 翅片，以增加传热面积来弥补放热系数缺乏。常用翅片有平直、多孔、 锯齿和波纹四种型式。每种型式的翅片高度和节距不同， 每一种形式 又有多种规格。平直翅片一放热系数和

7、压力损失小，放热和流动摩擦特性与圆管 相似。多孔翅片一孔洞使热阻边界层不断发生断裂， 提高传热性能，也 有利于流体分配。锯齿翅片一翅片间隔一定距离屡次被切断， 并使之向流道突出， 对促进湍流和破坏热阻十分有效，放热系数比平直翅片高 30%以上。 又称高效翅片。波纹翅片一增加流体扰动来提高传热性能，有较高承压能力。1导流片的布置形式导流片一般布置在翅片两端，使流体均匀分配和便于封头布置，导流片布置形式有以下类型，如以下图所示侧面孚滤片端*孚浦片申闻导谑片*电MlJIT弟戏莹V用斗一根戎字穆刘奉 m歪潦人二浑k叫“ 割磁出聖曲馳请 。对叭囁 删斶2流道布置板翅式换热器流道布置形式，根据不同操作条件

8、可布置成顺流、 逆流、错流、错逆流等多种形式。逆流应用最普遍，顺流应用较少。 常用流道布置形式见上图。四、换热器组合由于工艺条件和设备限制，板翅式换热器的单元尺寸受到限制， 所以在大型空分设备中换热器需要通过多个单元的串联或并联加以 组合。多个单元组合的时候，很重要的一个问题，就是要使流体在各 个单元中能够均匀分配，减小和防止偏流。单元组合时，根本上有三种方式：对称形、对流形、并流形。从 均布观点尽量采用对称形，防止并流形。同时由于各单元流体阻力可 能不相等，组合时应注意阻力的匹配，工艺管道布置也需注意这点。单元组合方式图:五、故障处理在生产过程中，由于板翅式换热器的管板受水分冲刷、 气蚀和微

9、 量化学介质的腐蚀，管板焊缝处经常出现渗漏，导致水和化工材料出 现混合，生产工艺温度难以控制，致使生成其它产品，严重影响产品 质量，降低产品等级。冷凝器管板焊缝渗漏后，企业通常利用传统补 焊的方法进行修复，管板内部易产生内应力，且难以消除，致使其它 换热器出现渗漏，企业通过打压，检验设备修复情况，反复补焊、实 验，24人需要几天时间才能修复完成，使用几个月后管板焊缝再 次出现腐蚀，给企业带来人力、物力、财力的浪费，生产本钱的增加。 通过福世蓝高分子复合材料的耐腐蚀性和抗冲刷性，通过提前对新换 热器的保护，这样不仅有效治理了新换热器存在的焊缝和砂眼问题， 更防止了使用后化学物质腐蚀换热器金属外表和焊接点， 在以后的定 期维修时，