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結(jié)構(gòu):
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,配以必要的封頭、接管、支撐等就組成了翅片式換熱器。
特點(diǎn):
(1)傳熱效率高,由于翅片對流體的擾動(dòng)使邊界層不斷破裂,因而具有較大的換熱系數(shù);同時(shí)由于隔板、翅片很薄,具有高導(dǎo)熱性,所以使得翅片式換熱器可以達(dá)到很高的效率。
(2)緊湊,由于翅片式換熱器具有擴(kuò)展的二次表面,使得它的比表面積可達(dá)到1000㎡/m3。
(3)輕巧,原因?yàn)榫o湊且多為鋁合金制造,現(xiàn)在鋼制,銅制,復(fù)合材料等的也已經(jīng)批量生產(chǎn) 。
(4)適應(yīng)性強(qiáng),翅片式換熱器可適用于:氣-氣、氣-液、液-液、各種流體之間的換熱以及發(fā)生集態(tài)變化的相變換熱。通過流道的布置和組合能夠適應(yīng):逆流、錯(cuò)流、多股流、多程流等不同的換熱工況。通過單元間串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)的組合可以滿足大型設(shè)備的換熱需要。工業(yè)上可以定型、批量生產(chǎn)以降低成本,通過積木式組合擴(kuò)大互換性。
(5)制造工藝要求嚴(yán)格,工藝過程復(fù)雜。
(6)容易堵塞,不耐腐蝕,清洗檢修很困難,故只能用于換熱介質(zhì)干凈、無腐蝕、不易結(jié)垢、不易沉積、不易堵塞的場合。
工作原理:
從傳熱機(jī)理上看,翅片式換熱器仍然屬于肩臂式換熱器。其主要特點(diǎn)是,它具有擴(kuò)展的二次傳熱表面(翅片),所以傳熱過程不僅是在一次傳熱表面(隔板)上進(jìn)行,而且同時(shí)也在二次傳熱表面上進(jìn)行。高溫側(cè)介質(zhì)的熱量除了有一次表面倒入低溫側(cè)介質(zhì)外,還沿翅片表面高度方向傳遞部分熱量,即沿翅片高度方向,有隔板倒入熱量,再將這些熱量對流傳遞給低溫側(cè)介質(zhì)。由于翅片高度大大超過了翅片厚度,因此,沿翅片高度方向的導(dǎo)熱過程類似于均質(zhì)細(xì)長導(dǎo)桿的導(dǎo)熱。此時(shí),翅片的熱阻就不能被忽略。翅片兩端的溫度最高等于隔板溫度,隨著翅片和介質(zhì)的對流放熱,溫度不斷降低,直至在翅片中部區(qū)域介質(zhì)溫度。
應(yīng)用:
翅片式換熱器由于其優(yōu)越的性能和成熟的技術(shù)已在各工業(yè)部門得到越來越廣泛的應(yīng)用。
1、空氣分離設(shè)備:空分設(shè)備的主換熱器、過冷器、冷凝蒸發(fā)器等低溫?fù)Q熱器采用翅片式換熱器后可以節(jié)省設(shè)備投資和安裝費(fèi)用,并降低單位能耗。
2、石油化工:翅片式換熱機(jī)組具有處理量大、分離效果好、能耗低等優(yōu)點(diǎn),已被用于乙烯深冷分離、合成氨氮洗、天然氣、油田氣分離與液化等工藝過程。
3、工程機(jī)械:經(jīng)過20多年的研究和實(shí)踐,世界各國已在汽車、機(jī)車散熱器、挖掘機(jī)油冷器、制冷機(jī)散熱器、大功率變壓器散熱器上成批生產(chǎn)和使用翅片式換熱器。
4、超導(dǎo)和宇宙空間技術(shù):低溫超導(dǎo)和宇宙空間技術(shù)的發(fā)展,為翅片式換熱器的應(yīng)用提供了新的途徑,翅片式換熱器在美國阿波羅飛船和中國神舟飛船上都有應(yīng)用。
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