板翅式熱交換器通常由隔板、翅片、封條、導(dǎo)流片組成。在相鄰兩隔板間放置翅片、導(dǎo)流片以及封條組成一夾層，稱為通道，將這樣的夾層根據(jù)流體的不同方式疊置起來，釬焊成一整體便組成板束，板束是板翅式換熱器的核心。

工作原理：

1.隔板、翅片及封條三部分構(gòu)成其主要結(jié)構(gòu)；

2.冷、熱流體在相鄰的基本單元的流道中流動，通過翅片和隔板進行熱交換；

3.許多個這樣的基本單元疊置起來，釬焊成板束或芯體。

特點：

1.傳熱效率高：

2.結(jié)構(gòu)緊湊：1000~2500m2/m3；

3.輕巧而牢固：采用鋁錳合金制造，重量輕；波形翅片即是主要傳熱表面，又是兩板支撐，強度高，耐壓。

4.適應(yīng)性大：可用氣-氣、氣-液、液-液的熱交換，亦可用作冷凝與蒸發(fā)。

缺點：

流通通道小，易堵塞，清洗困難。

檢修，探傷很困難。

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：天然氣液化、分離裝置，合成氨工業(yè)；

動力機械：內(nèi)燃機車散熱器，汽車散熱器、挖掘機循環(huán)油冷卻器和壓縮空氣空冷器、油冷器；

原子能和國防工業(yè)：氫液化氣和氮液化器。

結(jié)構(gòu)：

1.翅片：

翅片是板翅式換熱器的最基本元件。

冷熱流體間大部分通過翅片，小部分直接通過隔板來進行。

翅片傳熱面積大約為熱交換器總傳熱面積的67%~88%。

有翅片比沒有翅片的熱交換器體積減少了18%以上。

若翅片效率最低為70%時，其重量可減少10%。

（1）平直翅片

又稱光滑翅片。其主要作用是擴大傳熱面，但對于促進流體湍流的作用很少。

換熱系數(shù)和阻力系數(shù)都比較小，強度較高。宜用于要求較小的流體阻力和自身傳熱性能較好（液側(cè)或相變）的場合。用于高壓板式換熱器較多。

（2）鋸齒形翅片

可以看作平直翅片被切成許多短小的片段，相互錯開一定的間隔。

對促進流體的湍流，破壞熱邊界層十分有效。

壓頭損失相同的條件下傳熱系數(shù)比平直翅片高30%以上。“高效能翅片”。

傳熱性能好，壓力降增加。

在傳熱面積相同時，壓力損失比平直翅片小。

（3）多孔翅片

在平直翅片上沖出許多圓孔或方孔。開孔率5%-10%。

翅片上的孔使傳熱邊界不斷破裂、更新，提高了傳熱效果。雷諾數(shù)比較大時傳熱系數(shù)更高。但是會出現(xiàn)噪音和振動。有利于沖刷排除流體中雜質(zhì)顆粒。

主要用于導(dǎo)流片及流體中夾雜顆?；蛳嘧儞Q熱的場合。

（4）波紋翅片

平直翅片上壓成一定的波紋。使得流體在彎曲流道中不斷改變流動方向，以促進流體的湍流，分離或破壞熱邊界層。

其效果相當(dāng)于翅片的折斷，波紋越密，波幅越大，其傳熱性能越好。

2.其他結(jié)構(gòu)：

1）封條：使流體在單元體的流道中流動而不向兩側(cè)外流。

2）導(dǎo)流片：把流體均勻地引導(dǎo)到翅片的各流道中。

3）隔板與蓋板：蓋板起到承受壓力和保護作用，厚度較大。

3.流道布置形式：

（5）混流：某些流體是錯流，另外一些是逆流?？梢酝瑫r處理幾種流體的熱交換，并合理分配各種流體的傳熱面積。

可以將幾個換熱器并成一個。結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)操作方便，使冷（熱）量損失減少到最低程度。但制造困難。

（6）組裝結(jié)構(gòu)：將多個板束串聯(lián)或者并聯(lián)，組成一個大型的板翅式換熱器的組裝體。

解決換熱器在制造時截面積和長度的限制。

幾何尺寸：

1.幾何尺寸計算：

傳熱計算：

(1) 翅片效率和翅片壁面總效率

1）翅片效率：翅片的實際傳熱量和理想的最大可能傳熱量之比。

由于沿氣流方向的翅片長度大大超過翅片厚度，所以翅片的導(dǎo)熱可以作為一維導(dǎo)熱處理。

根據(jù)翅片表面溫度分布曲線，兩端溫度最高等于隔板表面溫度tW，而隨著翅片與流體的對流給熱，溫度不斷降低，在翅片中部趨于流體溫度T。

通道設(shè)計：

通道設(shè)計是板翅式換熱器設(shè)計的關(guān)鍵問題，通道分配、排列是否合理直接決定著板翅式換熱器的性能與指標(biāo)。

通道排列的設(shè)計原則：

1）盡可能做到局部熱負(fù)荷平衡，以減少過剩熱負(fù)荷與傳導(dǎo)距離。

2）通道分配應(yīng)使各個通道的計算長度基本相近。

3）應(yīng)使同一股流體的各個通道的阻力基本相同，并使阻力低于控制值。

4）切換的通道數(shù)應(yīng)相等，排列應(yīng)比鄰。

5）通道排列原則上應(yīng)對稱，便于制造裝配。

設(shè)計步驟：

設(shè)計一個板翅式換熱器其目的就是選擇一個合適的翅片型式與參數(shù)，并確定通道排列，最終確定傳熱系數(shù)和傳熱面積，使其與各股流體的給熱系數(shù)和傳熱面積相適應(yīng)。

設(shè)計步驟：

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