1、板翅式換熱器同組人：張弘達 18、張來超 14薛業(yè)成 06、張?zhí)?02引言：板翅式換熱器：通常由隔板、翅片、封條、導流片組成。在相鄰 兩隔板間放置翅片、導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。張弘達一、板翅式換熱器的開展二十世紀三十年代，板翅式換熱器首先在航空工業(yè)上被采用，它結構緊湊、 輕巧、傳熱效率高等特點引起了研究人員和設計工作者的興趣。隨后在制冷、石油化工、空氣別離、航空航天、動力機械、超導等工業(yè)部門得到廣泛應用，被公認是高效新型換熱器之一。 1942年，美國的諾利斯首先進行了平直翅片、鋸齒翅

2、片、波紋翅 片、釘狀翅片的傳熱機理研究，找出幾種主要翅片的摩擦因子(f)，傳熱因子(j)與雷諾數(shù)(Re)的關系，為以后的研究與設計奠定了根底。1947 年美國海軍研究署、船舶局、航空局合作在斯坦福大學擬定了 系統(tǒng)的研究方案并擴大了研究范圍。板翅式換熱器開展中另一方面是制造工藝， 對于結構復雜、 隔板和翅 片又很薄的鋁合金釬焊工藝掌握是在經(jīng)歷了一段相當漫長又曲折過 程，在突破許多關鍵技術后才到達今天的水平。現(xiàn)在國外板翅式換熱器最高設計壓力可達10MPa以上，最大芯體尺寸LX WX H60007000X 1200x 1200mm,重達 10 噸以上， 可以有十多種流體同時換熱。 我國是從 20 世

3、紀 60 年代中期開始板 翅式換熱器試驗研究, 70 年代初期自行開發(fā)成功,并首先在空分設 備上得到應用。90年代初，杭氧廠引進美國 S.W公司大型真空釬焊 爐和板翅式換熱器制造技術,板翅式換熱器生產(chǎn)在我國得到飛速發(fā) 展。現(xiàn)在已在空氣別離、石油化工乙烯、合成氨、天然氣別離與液 化、動力機械及航天神舟號飛船等工業(yè)部門得到廣泛應用。并 有局部出口國外美國、加拿大等國。我國板翅式換熱器目前的生產(chǎn)水平相當于國際上20世紀 90年代中期水平。杭氧現(xiàn)已開發(fā)有近 50 種不同型式和尺寸規(guī)格的翅片,可滿足各種換熱要求。二、板翅式換熱器特點1傳熱效率高。2結構緊湊，單位體積換熱面積為管殼式換熱器 5 倍以上，最

4、 大可達幾十倍。管殼式換熱器一般為 150200m2/m3 ，而板翅式換熱 器因翅片具有擴展二次外表，使傳熱面積可到達 15002500 m2/m3。3輕巧、牢固。鋁材密度p為 2.7g/cm3，而鋼材為7.8g/cm3, 銅材為 8.9g/cm3。 4 適應性大，可適用多種介質(zhì)熱交換。在同一設備內(nèi)可允許多 達十多種介質(zhì)之間熱交換，可作氣氣、氣液、液液之間換熱， 亦可作冷凝和蒸發(fā)。 5經(jīng)濟性好。由于結構緊湊、鋁材又輕，降低了設備投資費。 6 流道易堵塞，維修困難，所以介質(zhì)要求清潔、干凈。三、板翅式換熱器結構 1換熱器根本元件板翅式換熱器的結構形式很多， 但單元體結構根本相同， 板式芯 體由翅片

5、、導流片、封條、隔板和側板組成，在相鄰兩隔板之間放置 翅片、導流片和封條，組成一通道，按設計要求對各通道進行不同疊 積和適當排列，在600C左右溫度下經(jīng)釬焊成一整體。隔板主要用于傳遞熱量和把介質(zhì)分隔開來，也是承壓主要元 件。壓力越高，隔板越厚，厚度一般在 0.82mm。材料為3003 +AI-Si 合金。封條 在四周起密封和支撐作用，其高度與翅片等同，寬度按其 承受壓力有15、25、40mm等幾種不同規(guī)格。材料為 3003 H112。導流片 起流體的分配與聚集作用，常用于流體進出口，為多孔 型且節(jié)距較大的翅片。厚度一般為 0.40.6mm,材料3003 -0。側板是換熱器最外側平板，主要起保護

6、作用和便于換熱器支架 焊接，厚度一般在56mm,材料3003 -0。翅片 是換熱器最根本元件，傳熱過程主要依靠翅片來完成，同 時承當兩隔板之間支撐作用。盡管翅片很薄只有 0.150.5mm,卻能 承受較高壓力。材料為3003-0。m L - 5 詭詣單元培W翅片型式翅片選擇根據(jù)工作壓力、流體特性、換熱要求等因素來考慮。一般放熱系數(shù)大的場合液體之間，相變選用低而厚翅片，發(fā)揮翅片 作用，有較高翅片效率；放熱系數(shù)小場合氣體與氣體選用高而薄 翅片，以增加傳熱面積來彌補放熱系數(shù)缺乏。常用翅片有平直、多孔、 鋸齒和波紋四種型式。每種型式的翅片高度和節(jié)距不同， 每一種形式 又有多種規(guī)格。平直翅片一放熱系數(shù)和

7、壓力損失小，放熱和流動摩擦特性與圓管 相似。多孔翅片一孔洞使熱阻邊界層不斷發(fā)生斷裂， 提高傳熱性能，也 有利于流體分配。鋸齒翅片一翅片間隔一定距離屢次被切斷， 并使之向流道突出， 對促進湍流和破壞熱阻十分有效，放熱系數(shù)比平直翅片高 30%以上。 又稱高效翅片。波紋翅片一增加流體擾動來提高傳熱性能，有較高承壓能力。1導流片的布置形式導流片一般布置在翅片兩端，使流體均勻分配和便于封頭布置，導流片布置形式有以下類型，如以下圖所示側面孚濾片端*孚浦片申聞導謔片*電MlJIT弟戲瑩V用斗一根戎字穆劉奉 m歪潦人二渾k叫“ 割磁出聖曲馳請 。對叭囁 刪斶2流道布置板翅式換熱器流道布置形式，根據(jù)不同操作條件

8、可布置成順流、 逆流、錯流、錯逆流等多種形式。逆流應用最普遍，順流應用較少。 常用流道布置形式見上圖。四、換熱器組合由于工藝條件和設備限制，板翅式換熱器的單元尺寸受到限制， 所以在大型空分設備中換熱器需要通過多個單元的串聯(lián)或并聯(lián)加以 組合。多個單元組合的時候，很重要的一個問題，就是要使流體在各 個單元中能夠均勻分配，減小和防止偏流。單元組合時，根本上有三種方式：對稱形、對流形、并流形。從 均布觀點盡量采用對稱形，防止并流形。同時由于各單元流體阻力可 能不相等，組合時應注意阻力的匹配，工藝管道布置也需注意這點。單元組合方式圖:五、故障處理在生產(chǎn)過程中，由于板翅式換熱器的管板受水分沖刷、 氣蝕和微

9、 量化學介質(zhì)的腐蝕，管板焊縫處經(jīng)常出現(xiàn)滲漏，導致水和化工材料出 現(xiàn)混合，生產(chǎn)工藝溫度難以控制，致使生成其它產(chǎn)品，嚴重影響產(chǎn)品 質(zhì)量，降低產(chǎn)品等級。冷凝器管板焊縫滲漏后，企業(yè)通常利用傳統(tǒng)補 焊的方法進行修復，管板內(nèi)部易產(chǎn)生內(nèi)應力，且難以消除，致使其它 換熱器出現(xiàn)滲漏，企業(yè)通過打壓，檢驗設備修復情況，反復補焊、實 驗，24人需要幾天時間才能修復完成，使用幾個月后管板焊縫再 次出現(xiàn)腐蝕，給企業(yè)帶來人力、物力、財力的浪費，生產(chǎn)本錢的增加。 通過福世藍高分子復合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性，通過提前對新?lián)Q 熱器的保護，這樣不僅有效治理了新?lián)Q熱器存在的焊縫和砂眼問題， 更防止了使用后化學物質(zhì)腐蝕換熱器金屬外表和焊接點， 在以后的定 期維修時，