板翅式换热器教学课件.pptVIP

板翅式换热器设计Plate-finHeatExchanger二零零五年七月

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习重点（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

§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（MarstonExcelsior）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。

2优缺点－优点v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。v结构紧凑传热面积密度可高达17300m壳式换热器的6-10倍，最大可达几十倍。2/m，一般为管3v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。

v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。v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。

2优缺点－缺点v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。v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。v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。

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。

序号温度范围(℃)应用领域1-269~-253氮气液化分离2-253~-196氢气液化分离3-196~-162空气分离4-162~常温乙烯精制、丙烯液化、氟里昂冷冻车船散热器、冷却器、油冷器、空冷器、5常温~150空调装置冷却器及回热器、地热及太阳能利用装置的换热器及回热器6各种温度某些化工及石油化工用换热器7100~500核电厂反应堆用换热器（前景较好）航天、航空及电子工业用的特殊换热器、8特殊用途化学反应及精馏等(主要是微槽道换热器)

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

工程机械风冷式油换热器风冷式气冷却器冷凝蒸发器

机车风冷式油换热器空分主换热器压缩机风冷式油、气换热器

§3-2板翅式换热器的结构1基本结构板翅式换热器由芯体、封头、接管和支座组成。热交换由芯体完成，因此最关键的部件是芯体。芯体由翅片、隔板、封条和导流片组成。

板翅式换热器结构图

2翅片作用及类型（1）作用翅片是板翅式换热器最基本的元件，传热主要是依靠翅片来完成，一部分直接由隔板来完成。而翅片传热不像隔板是直接传热，故翅片有“二次表面”之称。翅片除承担主要的传热任务外，还起着两隔板间的加强作用。（2）类型v翅片有锯齿形、平直形、多孔形等多种结构型式，可根据不同的操作条件来选择合适的翅片型式；v翅片的扩展面和翅片对流体的扰流能力决定了热交换能力；v因此板翅式换热器具有结构紧凑、轻巧及传热效率高等特点。

平直翅片特点是有很长的带光滑壁的长方型翅片，传热与流动特性类似于流体在长圆型管道中的流动。锯齿翅片特点是流体的流道被冲制成凹凸不平，从而增加流体的湍流程度，强化传热过程，故被称为“高效能翅片”。

多孔翅片是在平直翅片上冲出许多孔洞而成的，常放置于进出口分配段和流体有相变的地方。波纹翅片是在平直翅片上压成一定的波纹，促进流体的湍动，波纹愈密，波幅愈大，其传热性能愈好。

百叶窗式翅片又称鳞片式翅片或切断式翅片，其特点是翅片上冲有等距离的百叶窗式的栅格，向内流道凸出，起到强化传热的作用。板翅式换热器有钎焊式和扩散焊两种基本结合型式。大多数热交换工况采用的是真空钎焊的铝制板翅式换热器，对