板式换热器的工业应用
板式换热器作用
板式换热器作用板式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于工业领域。
它通过板式热交换器进行传热，实现了流体之间的能量交换。
下面我们来详细介绍一下板式换热器的作用。
板式换热器的作用主要体现在以下几个方面：首先，板式换热器能够有效地传递热量。
板式换热器的工作原理是通过板的接触面积来实现传热。
换热器内部有许多金属板，流体分别流经这些板的两面。
由于金属的导热性能良好，流体与金属板之间能够迅速传热。
通过流体之间的热量传递，使得冷流体被加热，热流体被冷却，实现了能量的转移和利用。
其次，板式换热器具有紧凑的结构。
相比传统的管式换热器，板式换热器具有更小的体积和更大的传热面积。
这是因为在板式换热器内部，金属板可以堆叠在一起，形成一个密集的结构。
这种紧凑的结构可以最大限度地利用空间，并且减少了设备的体积和重量，使得整个系统更加节省空间。
第三，板式换热器具有高效的热交换性能。
由于板式换热器内部的流体通道是薄而平，流体在换热过程中的阻力很小，能够实现高速流动。
这样可以提高流体的进出口温度差，增加换热效果。
此外，板式换热器还可以通过调整流体的流速和换热面积来优化换热效果，使得换热器的热效率更高。
最后，板式换热器还具有可靠性和易维护性。
板式换热器的结构简单，内部没有复杂的管道和连接件，因此不容易出现故障。
在维护和清洁方面，只需要拆卸板的夹层，就可以方便地清洗和检修换热器。
这使得维护工作更加简单，也减少了系统停机时间。
综上所述，板式换热器作为一种高效、紧凑、可靠的换热设备，具有广泛的应用前景。
它可以在各种工业领域中应用，例如化工、电力、制药等行业。
通过合理的设计和选择，可以发挥板式换热器的最大效益，提高系统的能效和经济性。
随着科技的进步和技术的发展，相信板式换热器的性能和应用领域还会不断扩大和改进。
固定管板式换热器型式与基本参数
固定管板式换热器型式与基本参数【文章标题】固定管板式换热器型式与基本参数：深入探讨热传递效率提升的关键【引言】固定管板式换热器作为一种常见的热交换设备，被广泛应用于各个行业中。
它以其高效的热传递性能和广泛的适应性受到了深度关注。
本文将对固定管板式换热器的不同型式和基本参数进行全面评估，并探讨如何提高热传递效率和优化换热器设计。
【正文】一、固定管板式换热器的基本原理固定管板式换热器是一种热流体之间进行热负荷传递的设备，其基本原理是通过管束和板束之间的接触面积来实现热量的传递。
其主要由管板、固定板和密封垫片构成。
不同的固定管板式换热器型式在结构和工作原理上存在一定的差异，但都遵循热量传递的基本规律。
二、固定管板式换热器的不同型式1. 平行流型平行流型固定管板式换热器是一种常见的型式。
其主要特点是冷热流体在管束和板束之间进行平行流动，热量沿着流体流动方向逐渐传递。
这种型式具有较高的对流换热系数和较小的传热温差。
由于冷热流体的温度差不大，适用于传递温度差较小的热负荷。
2. 逆流型逆流型固定管板式换热器在结构上与平行流型有所不同。
冷热流体在管束和板束之间呈相反的流动方向，从而使热量传递更为均匀。
这种型式适用于传递温度差较大的热负荷，但对流换热系数较平行流型略低。
3. 混流型混流型固定管板式换热器是上述两种型式的结合，冷热流体在不同部分呈不同的流动方向，从而提高了热量传递效率。
这种型式适用于传递温度差较小且对换热器体积有限的情况。
三、固定管板式换热器的基本参数与热传递效果1. 管与板之间的间隙管与板之间的间隙大小直接影响着热传递效果。
间隙太小会导致流体堵塞，影响换热器的正常运行；间隙太大则会减弱热传递效果。
在换热器设计中需要合理确定间隙大小，以确保热传递效率的最大化。
2. 管束和板束的布置方式管束和板束的布置方式对热传递效果有重要影响。
不同的布置方式会导致管束流体的流动模式、传热特性和压力损失不同。
常见的管束和板束布置方式有对称布置、交叉布置和平行布置等。
板式换热器用途
板式换热器用途
板式换热器是一种常用的热交换设备，用于在流体之间传递热量。
其主要用途包括：
1. 工业处理：板式换热器可用于加热或冷却各种工业流体，如水、油、化学药剂等。
常见的应用包括加热炼油厂中的原油、冷却化工厂中的废气等。
2. 锅炉系统：板式换热器可以在锅炉系统中用于传递热量，提高系统的热效率。
它可用于加热进入锅炉的水，并将经过锅炉的烟气中的热量回收利用，以节约能源和降低运行成本。
3. 污水处理：板式换热器可用于处理污水中的热量，以回收能源或实现热能的转移。
例如，可以将热污水中的热量传递给进入污水处理系统的冷水，提高系统的热效率。
4. 空调系统：板式换热器可用于空调系统中的空气处理，实现热量的传递和调节。
通过板式换热器，可以将室外的冷空气与室内的暖空气交换热量，实现节能和舒适度的提高。
5. 食品加工：在食品加工产业中，板式换热器也被广泛应用。
它可用于食品的冷却、加热和杀菌等工艺过程中，以确保食品的质量和安全性。
总的来说，板式换热器在各个行业中都有广泛的应用，能够提高热能利用效率，降低能源消耗，实现节能环保的目标。
固定管板式换热器工作原理
固定管板式换热器工作原理固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它通过管道中的流体与外界介质之间的换热，将热量传递到管道中的流体中，以实现物料的加热或冷却。
下面我们将详细介绍固定管板式换热器的工作原理及其结构特点。
一、固定管板式换热器的工作原理固定管板式换热器是通过管道中的流体与流经管道外表面的介质之间的热量传递实现热交换的设备。
其工作原理主要包括传热传质原理和流体动力学原理两个方面。
1. 传热传质原理固定管板式换热器的传热传质主要通过管道中的流体和管子外表面的介质之间的热量传递来实现。
当热源流体从入口流入换热器，流体中的热量会通过管壁传递到外部的介质中，实现热量的传递。
冷却介质也会流经管子的外表面，吸收热量，以实现冷却或加热的目的。
2. 流体动力学原理流体在换热器中流动时，会形成流场，其流动状态会影响热传递效率。
通过设计合理的管板结构和流体分布方式，可以优化流场，使流体在换热器内部均匀流动，从而提高换热效率。
固定管板式换热器通过流体与介质之间的热量传递和优化流动状态，实现热量的传递和能源的有效利用。
二、固定管板式换热器的结构特点固定管板式换热器具有以下几个显著的结构特点：1. 管板结构合理固定管板式换热器中的管板结构设计合理，能够保证管道布置合理，使流体与介质之间的热量传递效率最大化。
2. 热交换效率高相比其他类型的换热器，固定管板式换热器能够实现高效的热量传递，热交换效率高，能够满足工业生产对换热效率的要求。
3. 维护方便固定管板式换热器的结构简单，维护方便，能够降低维护成本和维护难度。
4. 适用范围广泛固定管板式换热器可以适用于各种介质的热交换，包括液体、气体等不同形式的流体，适用范围广泛，适合不同的工业应用。
固定管板式换热器具有结构合理、热交换效率高、维护方便和适用范围广泛等特点，是一种非常重要的工业换热设备。
通过对其工作原理和结构特点的深入了解，可以更好地应用于工业生产实践中，提高生产效率和资源利用率。
板式换热器和板式换热装置的技术和应用手册
《板式换热器和板式换热装置的技术和应用手册》前言板式换热器和板式换热机组是工业传热过程中必不可少的设备，几乎应用于包括动力、化工、冶金、食品、轻工等一切工业部门；同时，它也是空调、供热中的重要组成部分；在可持续发展的国策下，它还是余热利用、太阳能利用、海水利用、污水利用、地热利用中的关键设备。
随着技术的进步，以及节约资源和能源的紧迫性，近几年来开发了一系列新型的板式换热器，如可拆式、全焊式、钎焊式、板壳式等，并从板式换热器发展至板式换热装置，如蒸发装置、热泵装置、制冷装置、热力机组、催化重整装置、燃气冷凝回收装置等。
适用范围越来越广，需要量越来越多，生产量也越来越高。
但尚没有较完善的新型板式换热器和新型板式换热装置的结构、原理、特性、布置、选型、安装和运行等技术和应用手册。
为了满足市场的需求，为了给工业、空调、供热、新能源利用和余热利用的设计、应用、施工、运行人员提供相关数据和资料，为了给热能工程专业人员提供教材。
成立了由板式换热器专家、板式换热器标准委员会成员、制造专家、专利发明人、设计、施工和用户组成的编委会。
编委会编写本书的原则是为各应用领域的用户、设计、施工、运行人员提供一本技术和应用手册。
既然是一本工具书，内容则必须齐全、精练、简明、实用。
既全又简，既符合科学性，又满足实用性的技术应用手册，使之能真正起到开拓眼界，简化设计计算，提高工作效率，方便实际应用的作用，成为各领域的与换热有关的工程技术人员的得力助手和可靠工具。
本书分为技术篇和应用篇等二篇共十五章。
第一篇主要的内容是提供板式换热器和板式换热装置的基础理论、性能、设计计算方法，性能试验和运行维护，同时也叙述了板式换热器的现况和发展趋势。
第二篇的主要作用是向工业、空调、采暖、新能源等各领域的用户、设计、施工和运行人员介绍了板式换热器和板式换热装置的应用原理和方法。
同时以实例的形式，简明扼要地叙述了应用的方式、设计的方法和节能、经济、环保效益。
板式换热器制造标准
板式换热器制造标准板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业领域。
它通过板式热交换元件将两种流体进行热量交换，实现能量的转移。
在制造板式换热器时，需要遵循一定的制造标准，以确保其性能和质量达到要求。
首先，板式换热器的制造材料应符合相关的标准和规定。
通常情况下，板式换热器的板材和密封垫应选用符合GB/T 151-2014《钢铁产品质量分级》和GB/T699-2015《合金结构钢技术条件》等国家标准的材料。
这些材料具有良好的耐腐蚀性能和机械性能，能够满足不同工况下的使用要求。
其次，板式换热器的制造工艺应严格执行相关标准。
在板式换热器的制造过程中，需要进行板材的切割、冲压、折弯、焊接等工艺操作。
这些工艺操作需要按照GB/T 985.1-2008《钢制焊接工艺评定规范第1部分，电弧焊》和GB/T 985.2-2008《钢制焊接工艺评定规范第2部分，气体保护电弧焊》等标准进行操作，以保证板式换热器的焊接质量和结构强度。
另外，板式换热器的制造应符合相关的安装和检验标准。
在板式换热器的安装过程中，需要按照GB/T 151-2014《钢铁产品质量分级》和GB/T 699-2015《合金结构钢技术条件》等标准进行安装，确保板式换热器的安装质量和使用安全。
同时，在板式换热器的制造完成后，还需要进行相关的检验和试验，以验证其性能和质量是否符合要求。
总的来说，制造板式换热器需要严格遵循相关的标准和规定，包括材料选用、制造工艺、安装和检验等方面。
只有这样，才能保证板式换热器具有良好的性能和可靠的质量，满足工业生产的需要。
同时，制造板式换热器的标准化和规范化也有助于提高生产效率，降低生产成本，促进行业的健康发展。
固定管板式换热器手册
固定管板式换热器手册固定管板式换热器是一种常见且重要的换热设备，广泛应用于工业生产过程中的热交换领域。
本手册旨在提供详细的使用和维护指南，以确保换热器的高效运行和长期可靠性。
1. 换热原理和工作过程：固定管板式换热器是一种传热效率高、紧凑型结构的装置。
它由一系列排列整齐的管道和板片组成，通过管道中的工作介质进行热量传递，实现冷热介质之间的热交换。
2. 设备安装和调试：在安装固定管板式换热器之前，必须仔细阅读生产商提供的安装说明，确保设备的正确摆放和固定。
安装过程中，需要特别注意与管道系统的连接、密封及电气接线等关键细节。
安装完成后，进行系统调试和泄漏检查，确保设备能够正常工作。
3. 换热器操作和维护：换热器操作前，需要检查并清理管道和板片，确保其清洁无阻。
运行过程中，要定期检查压力、温度和流量等参数，及时排除故障。
同时，定期对换热器进行维护，包括清洗、检修和更换磨损的部件等。
维护过程中，应遵循生产商提供的保养手册。
4. 故障排除和常见问题：固定管板式换热器可能会出现一些常见问题，如泄漏、堵塞、温度不稳定等。
对于这些问题，手册提供了一些排除方法和解决方案的指导，以帮助用户快速解决故障。
5. 安全注意事项：在使用固定管板式换热器时，必须遵循相关的安全操作规程。
手册列出了一些常见的安全注意事项，包括防止热介质泄漏、定期检查设备及周围环境的安全性，并提供了应急处理措施。
本手册作为固定管板式换热器的使用和维护指南，将帮助用户正确操作设备、确保其高效运行和延长使用寿命。
用户应认真阅读并按照手册的指导进行操作，同时定期进行维护和检修，以保障设备的安全稳定运行。
板式换热器
板式换热器求助编辑百科名片板式换热器板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。
板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。
它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。
在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。
目录11.板式换热器简介1.1板式换热器的基本结构11.2板式换热器的特点11.3板式换热器的应用场合11.4板式换热器选型时应注意的问题板式换热器板式换热器型号的表示方法结构原理板式换热器的设计特点1板式换热器的应用范围化学工业1钢铁工业1冶金行业1机械制造业1食品工业1纺织工业1造纸工业1集中供暖1油脂工业1电力工业1船舶1海水养殖育苗行业1其他12.板式换热器常见故障2.1 外漏12.2串液12.3 压降大12.4供热温度不能满足要求13 .原因分析及处理方法3.1 外漏13.2串液13.3压降过大13.4 供热温度不能满足要求4 .技术参数板式换热器维修案例板式换热器类型执行标准板式换热器清洗方法展开编辑本段1.板式换热器简介本成套设备由板式换热器、平衡槽、离心式卫生泵、热水装置（包括蒸汽管路、热水喷入器）、支架以及仪表箱等组成。
用于牛奶或其它热敏感性液体之杀菌冷却。
欲处理的物料先进入平衡槽，经离心式卫生泵送入换热器、经过预热、杀菌、保温、冷却各段，凡未达到杀菌温度的物料，由仪表控制气动回流阀换向、再回到平衡槽重新处理。
物料杀菌温度由仪表控制箱进行自动控制和连续记录，以便对杀菌过程进行监视和检查。
此设备适用于对牛奶预杀菌、巴式杀菌。
板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
1.1板式换热器的基本结构1.换热板片2.固定压紧板3.活动压紧板4.夹紧螺栓5.上导杆6.下导杆7.后立柱1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较） a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。
板式换热器工作原理
板式换热器工作原理板式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
它通过将两种不同温度的流体分隔开来，使热量从一个流体传递到另一个流体，从而实现热能的转移。
本文将详细介绍板式换热器的工作原理。
一、板式换热器的结构板式换热器由一系列平行罗列的金属板组成。
这些金属板通常由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性和导热性能。
每一个金属板上都有一系列的波纹，以增加表面积，提高换热效率。
板式换热器的结构包括以下几个主要部份：1. 换热板：换热板是板式换热器的核心部份，用于传递热量。
它通常由两片板组成，中间夹有密封垫片，形成一个密闭的换热通道。
2. 进出口管道：板式换热器上有进出口管道，用于引入和排出流体。
流体通过进出口管道进入换热板，然后在板间流动，最后从出口管道排出。
3. 密封件：密封件用于确保换热板间的流体不会混合。
常见的密封材料包括橡胶和聚四氟乙烯（PTFE）等。
4. 支撑柱和固定架：支撑柱和固定架用于支撑和固定换热板，保证换热器的稳定性。
二、板式换热器的工作原理板式换热器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 流体进入：两种不同温度的流体通过进口管道进入换热器，分别进入不同的换热板。
2. 热量传递：热量从高温流体传递到低温流体。
在换热板的波纹表面，热量通过传导和对流的方式传递给另一种流体。
3. 流体流动：流体在换热板之间流动，形成多个平行的流动通道。
这种设计可以增加接触面积，提高换热效率。
4. 流体出口：经过热量传递后，流体通过出口管道排出换热器，分别返回到原来的系统中。
三、板式换热器的优势板式换热器相比传统的管壳式换热器具有以下几个优势：1. 高效换热：由于板式换热器的波纹板设计，可以增加接触面积，提高换热效率。
2. 紧凑结构：板式换热器相对较小，占用空间少，适合于空间有限的场所。
3. 温度控制：板式换热器可以实现多流体的换热，可以将不同温度的流体进行有效的热量交换。
4. 清洁维护：板式换热器易于清洁和维护，可以方便地拆卸和清洗换热板。
板换
1. 板式换热器简介板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。
它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。
板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。
板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。
框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。
板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。
1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较）a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。
b.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.c.占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/10。
d.容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。
板式换热器计算书excel__概述说明以及解释
板式换热器计算书excel 概述说明以及解释1. 引言1.1 概述板式换热器是一种常见且重要的热交换设备，广泛应用于化工、电力、制药等领域。
它通过将冷却介质和加热介质分别流动在板间的通道中，实现热量的传递。
而为了准确计算板式换热器的性能指标以及设计参数，使用excel来编制计算书已成为一种常用的方法。
本文旨在概述和解释“板式换热器计算书excel”的相关内容。
首先，我们将简要介绍板式换热器计算书excel的基本信息和用途。
随后，会详细说明计算方法以及excel模板的使用说明。
1.2 文章结构文章分为五个主要部分：引言、板式换热器计算书excel、概述说明、解释和结论。
在引言部分，我们将对板式换热器计算书excel的重要性进行阐述，并指出本文具体内容安排。
1.3 目的本文旨在帮助读者更好地理解和应用板式换热器计算书excel，在实际工程中准确地预测和评估板式换热器的效果，并为优化设计提供参考。
通过对概述说明和解释的阐述，读者将能够深入了解板式换热器的工作原理、计算公式和参数，以及不同类型板式换热器的特点和应用领域。
同时，本文还将提供一些常见问题解答、流程图解析和实际应用案例分析，帮助读者更好地掌握计算方法。
通过对结论部分的总结回顾，我们将评价并展望板式换热器计算书excel的优势和局限，并探讨未来该计算方法的发展趋势以及可能应用场景。
这些内容旨在为读者提供更为全面和深入的信息，使其能够在实践中灵活运用板式换热器计算书excel，并做出准确可靠且经济高效的决策。
2. 板式换热器计算书excel：2.1 简介：板式换热器是一种常用于加热和冷却过程中的设备，它通过板与板之间的热交换来实现传热的效果。
而为了方便进行板式换热器的计算和设计，可以使用Excel 软件来创建一个计算书。
这个计算书可以包含各种计算公式和参数，并能提供快速准确的计算结果。
本节将简要介绍这种基于Excel的板式换热器计算书。
2.2 计算方法：在板式换热器的计算中，需要考虑众多参数和公式，如流体温度、流量、传热系数、压降等。
2024年板式换热器市场前景分析
2024年板式换热器市场前景分析概述板式换热器是一种一体式换热设备，广泛应用于能源、化工、制药、食品加工等领域。
其高效、紧凑的设计使其成为许多工业过程中的理想选择。
本文将对板式换热器市场的前景进行分析，包括市场规模、市场驱动因素和市场竞争状况。
市场规模板式换热器市场在过去几年中呈现稳步增长的趋势，并且预计在未来几年内将继续保持增长。
根据市场研究公司的数据，全球板式换热器市场规模在2019年达到了100亿美元，预计到2025年将增长至150亿美元。
这主要归因于以下几个因素。
市场驱动因素提高能源效率的需求随着能源成本的上升和环境意识的增强，各行各业对能源效率的需求不断增加。
板式换热器具有高热效率和紧凑的设计，能够有效地传递热能，从而降低能源消耗。
这使得板式换热器成为许多行业中节能环保的首选。
工业化进程加速推动需求工业化进程在许多国家和地区快速推进，促进了制造业和制药业的增长。
这些行业对板式换热器的需求持续增加，用于加工和生产过程中的热能转移。
特别是在化工和食品加工领域，板式换热器的应用日益广泛。
新兴市场的增长潜力新兴市场在全球经济中的地位不断提升，尤其是在亚洲和拉丁美洲地区。
这些市场在能源、化工和制药等领域的快速发展为板式换热器提供了巨大的商机。
例如，中国是全球最大的市场之一，对板式换热器的需求量不断增长。
市场竞争状况板式换热器市场具有激烈的竞争环境，主要由几家大型企业控制。
这些企业通过产品创新和技术优势不断扩大市场份额。
同时，低成本竞争也是市场竞争的一个重要方面。
一些新兴市场上的小型企业通过降低价格吸引客户，增加了竞争压力。
结论综上所述，板式换热器市场具有良好的前景。
市场规模不断扩大，驱动因素包括提高能源效率的需求、工业化进程的推动以及新兴市场的增长潜力。
然而，市场竞争也相对激烈，企业需要不断创新并寻求技术和成本的优势来保持竞争力。
板式换热器安装施工工法(2)
板式换热器安装施工工法板式换热器安装施工工法一、前言板式换热器是一种常用的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、冶金等领域。
其安装施工工法对于保证设备的正常运行和换热效果具有重要作用。
本文将介绍板式换热器安装施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等内容。
二、工法特点板式换热器安装施工工法具有以下特点：1. 灵活性高：可根据实际工程要求选择不同的板式换热器类型和安装方式，适应各种工艺和空间条件。
2. 效率高：采用专业的安装工法，能够确保换热器的安装质量和性能，提高换热效率。
3. 维护方便：板式换热器采用碟片结构，易于清洗、检修和维护，延长设备的使用寿命。
三、适应范围板式换热器安装施工工法适用于各种规模的换热器项目，包括化工厂、电厂、炼油厂等工业设施，以及低温热水供暖系统、空调系统等生活领域。
四、工艺原理板式换热器安装施工工法与实际工程之间的联系在于理论依据和实际应用。
施工工法采取的技术措施包括：1. 设计检查：根据工程设计要求和现场条件，检查板式换热器的规格、数量和安装位置。
2. 材料准备：根据设计要求，选用符合标准和规范的板式换热器材料，并进行质量检验。
3.地基处理：根据换热器负荷、地基承载力和地质条件，进行地基处理和加固。
4. 安装固定：根据设计要求和施工图纸，进行板式换热器的安装、固定和调整。
5. 密封检查：对板式换热器的密封性能进行检查和测试，确保其良好运行。
6. 循环试验：对板式换热器进行循环试验，验证其换热效果和安全性能。
五、施工工艺板式换热器安装施工工艺包括以下阶段：1. 准备工作：组织施工人员、采购材料、准备机具设备等。
2.地基处理：根据地基条件进行地基处理和加固。
3. 模板安装：根据施工图纸进行模板安装，确保板式换热器的位置和高度正确。
4. 装配安装：安装换热器的主体结构和连接管道，保证其稳定性和安全性。
5. 检查试验：进行安装质量检查和循环试验，保证换热器的性能。
国产印刷电路板式换热器的首次工业应用研究
◀海洋石油装备▶国产印刷电路板式换热器的首次工业应用研究∗尤学刚１㊀刘新宇１㊀曾冬１㊀李秋龙２㊀潜江伟１㊀欧菲１(１ 中海石油(中国)有限公司海南分公司㊀２ 中国船舶重工集团公司第七二五研究所(洛阳船舶材料研究所))尤学刚ꎬ刘新宇ꎬ曾冬ꎬ等 国产印刷电路板式换热器的首次工业应用研究 石油机械ꎬ２０２２ꎬ５０(２):４６－５２摘要:印刷电路板式换热器(ＰＣＨＥ)具有构造紧凑㊁传热效率高㊁可承受高温和高压㊁无管束振动㊁排放容积小以及安全性高等优点ꎬ在军工舰船㊁航空航天㊁海洋油气开采㊁石油精细化工及核工程等领域具有常规换热器难以比拟的优势ꎮ然而该设备的研制技术一直被国外公司垄断ꎮ为了推动我国ＰＣＨＥ的国产化进程ꎬ介绍了ＰＣＨＥ的结构㊁工作原理及工业应用情况ꎬ分析了ＰＣＨＥ研制过程中要攻克的关键技术ꎬ包括ＰＣＨＥ热力与结构协同设计㊁芯体板片的光化学蚀刻技术㊁芯体的真空扩散焊成型技术及ＰＣＨＥ的集成建造与检测评价技术ꎬ展望了ＰＣＨＥ在我国的市场前景ꎮ我国在ＰＣＨＥ的上游(换热芯体设计和传热计算)领域㊁中游(板片光化学蚀刻㊁真空扩散焊接)领域及集成建造方面已经拥有成熟的技术及经验积累ꎬ这将为该技术在我国实现全面国产化奠定基础ꎮ关键词:印刷电路板式换热器ꎻ光化学蚀刻ꎻ真空扩散焊ꎻ芯体板片ꎻ检测评价中图分类号:ＴＥ９６５㊀文献标识码:Ａ㊀ＤＯＩ:１０ １６０８２/ｊ ｃｎｋｉ ｉｓｓｎ １００１－４５７８ ２０２２ ０２ ００７ＦｉｒｓｔＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｏｍｅｓｔｉｃＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒＹｏｕＸｕｅｇａｎｇ１㊀ＬｉｕＸｉｎｙｕ１㊀ＺｅｎｇＤｏｎｇ１㊀ＬｉＱｉｕｌｏｎｇ２㊀ＱｉａｎＪｉａｎｇｗｅｉ１㊀ＯｕＦｅｉ１(１ ＨａｉｎａｎＢｒａｎｃｈｏｆＣＮＯＯＣＬｔｄ ꎻ２ Ｎｏ ７２５ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＳＩＣ(ＬｕｏｙａｎｇＳｈｉｐＭａｔｅｒｉａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ))Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ(ＰＣＨＥ)ｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｈｉｇｈｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｂｅａｒｉｎｇꎬｎｏｔｕｂｅｂｕｎｄｌｅｖｉｂｒａｔｉｏｎꎬｓｍａｌｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｖｏｌｕｍｅａｎｄｈｉｇｈｓａｆｅｔｙꎬｂｕｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＰＣＨＥｈａｓａｌｌａｌｏｎｇｂｅｅｎｍｏｎｏｐｏｌｉｚｅｄｂｙｆｏｒｅｉｇｎｃｏｍｐａｎｉｅｓ ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＰＣＨＥｉｎＣｈｉｎａꎬｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａ￣ｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆＰＣＨＥｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄꎬｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｒｍａｌａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎｏｆＰＣＨＥꎬｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃｏｒｅｐｌａｔｅꎬｖａｃｕｕｍｄｉｆｆｕｓｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃｏｒｅꎬａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅꎬｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＰＣＨＥｔｏｂｅｏｖｅｒｃｏｍｅｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆＰＣＨＥｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄꎬａｎｄｔｈｅｍａｒｋｅｔｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆＰＣＨＥｉｎＣｈｉｎａｗａｓｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ Ｃｈｉｎａｈａｓａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｍａｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓｉｎｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍ(ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｃｏｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ)ꎬｍｉｄｓｔｒｅａｍ(ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｔｃｈｉｎｇａｎｄｖａｃｕｕｍｄｉｆｆｕｓｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇｏｆｐｌａｔｅ)ａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆＰＣＨＥꎬｗｈｉｃｈｌａｙａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒꎻｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｔｃｈｉｎｇꎻｖａｃｕｕｍｄｉｆｆｕｓｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇꎻｃｏｒｅｐｌａｔｅꎻｄｅ￣ｔｅｃｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎ６４ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ㊀㊀２０２２年㊀第５０卷㊀第２期∗基金项目:国家发展和改革委员会项目 陵水半潜式生产平台研究专项 (ＬＳＺＸ－２０２０－ＨＮ－０５)ꎻ中海石油(中国)有限公司海南分公司生产项目 陵水１７－２气田开发工程 ꎮ０㊀引㊀言印刷电路板式换热器(ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＨｅａｔＥｘ￣ｃｈａｎｇｅｒꎬＰＣＨＥ)是由悉尼大学于１９８０年开发出来的一种新型换热器ꎬ由于它的核心部件 换热芯体板片的成型是在厚度为毫米级的金属板上采用光化学蚀刻的方法蚀刻出的微细通道ꎬ所以其工艺过程类似于电路板的制作而得名ꎮＰＣＨＥ属于微通道换热器[１]中最为重要的一种形式ꎬ具有构造紧凑㊁传热效率高㊁可承受高温和高压㊁无管束振动㊁排放容积小以及安全性高等优点ꎬ在军工舰船㊁航空航天㊁海洋油气开采㊁石油精细化工及核工程等领域具有常规换热器难以比拟的优势ꎮ本文首先介绍了ＰＣＨＥ的优点ꎬ之后对其国产化研制背景进行了介绍ꎬ分析了ＰＣＨＥ研制过程中的关键技术ꎬ旨在推动我国ＰＣＨＥ的国产化进程ꎮ１㊀印刷电路板式换热器的优点在海洋油气开采领域ꎬ目前应用最多的就是传统的管壳式换热器和板式换热器ꎬ虽然管壳式换热器能承受高温和高压ꎬ但在换热负荷需求较大时ꎬ其质量和体积就成了很明显的缺点ꎬ且换热效率不高ꎻ板式换热器虽然在体积㊁质量和换热效率等方面较管壳式换热器有优势ꎬ但不能承受高温和高压ꎬ所以对于高温㊁高压和高换热负荷需求的应用场景ꎬ印刷电路板式换热器相比传统的两种换热器具有明显的优势ꎮ印刷电路板式换热器具有以下性能特点ꎮ１ １㊀结构紧凑ꎬ能节省空间ꎬ减轻质量与传统管壳式换热器相比ꎬＰＣＨＥ最多可节约８５％的空间ꎮ在满足同等热负荷和压降的条件下ꎬ印刷电路板式换热器的体积和质量仅为传统管壳式换热器的⅟ ~⅟ ꎮ设备体积小则极大地节约了平台甲板面积ꎬ质量轻则直接简化了平台结构设计ꎬ节约了钢材用量ꎬ间接也实现了设备单点吊装就位的可能和吊机作业范围的节约ꎻ同时也对浮式平台的上部设备的质量控制极为有利ꎮ１ ２㊀性能优越ＰＣＨＥ具有较高的换热效率[２]ꎬ且能适应极值温度和超高的压力等级ꎮ单个换热单元的换热效率可以达到９８％ꎬ且具有极强的耐低温㊁耐高温(－２７０~９００ħ)和耐高压(７０ＭＰａ)能力ꎬＰＣＨＥ能适应的温度和压力范围非常大ꎮ１ ３㊀安全性高相比管壳式换热器ꎬＰＣＨＥ不需要考虑管爆裂这种灾难性的失效模式ꎬ也不用考虑垫圈失效ꎬ没有振动和泄放问题ꎬ而且ＰＣＨＥ连续的流体通道能够有效减小压降ꎬ降低堵塞带来的影响ꎬ损坏的风险很低ꎮ从制造原材料上讲ꎬＰＣＨＥ的换热芯体一般由不锈钢或高合金材料制成ꎬ没有低熔点材料ꎬ也不含铝ꎬ材料耐火ꎬ基本无腐蚀问题ꎬ而且换热芯体板片之间通过固相扩散的方式焊接ꎬ没有熔化和变形ꎬ不需要添加额外的钎料㊁助熔剂和填料等ꎬ结构可靠度非常高ꎮ１ ４㊀量身定制ＰＣＨＥ可实现１台换热器中采用２种及以上的多种工质同时进行换热ꎬ也就是说可以将多个相互关联的换热过程集成在同一个换热器中完成ꎬ每一台ＰＣＨＥ都可以根据实际需求量身定制ꎮ这相比常规的换热器极大地减少了管道和阀门的数量ꎬ以及泄压和废气处理系统的配置ꎬ能有效地节省空间ꎬ也极大地提高了设备的安全性和操作效率ꎮ此外ꎬＰＣＨＥ的换热芯体单位面积上微通道的通流面积较小ꎬ同流量下工质流速较高ꎬ对流换热系数大ꎬ换热能力更强ꎬ且换热温差可以小到２ħꎬ从而使其具有更高的换热效率ꎮ２㊀国产化研制背景及进程印刷电路板式换热器的诸多性能优点ꎬ为其赢来了广阔的应用市场ꎬ然而由于其设计和制造技术的尖端性ꎬＰＣＨＥ的研制技术一直被英国Ｈｅａｔｒｉｃ公司垄断ꎮ由Ｈｅａｔｒｉｃ公司设计和制造的ＰＣＨＥ全世界约有２５００台ꎬ几乎占据了全部市场份额ꎮ２０１６年ꎬ国内一家军工企业试图通过民用渠道从英国进口一台ＰＣＨＥꎬ最终也未能获得许可ꎬＨｅａｔ￣ｒｉｃ公司对我国采取了严格的销售限制ꎮ近年来ꎬ随着能源动力系统效率不断提升的需求ꎬ军用舰船上以超临界ＣＯ２作为换热介质的布雷顿循环动力系统[３]ꎬ以其能量的转化效率高㊁体积紧凑㊁是常规水蒸气工质朗肯循环系统的１/２０~１/３０的特点而备受青睐ꎬ而印刷电路板式换热器也是该系统最理想的选择ꎮ以此为契机ꎬ２０１４年以中国船舶重工集团公司为代表的企业ꎬ率先借力海军科研项目开展了国产印刷板式换热器研制ꎬ并于２０１６年成功研制出国内首台样机ꎮ虽然该样机的尺寸与性能与国外产品尚有差距ꎬ但通过样机的研制及与专业金属板片蚀刻厂家和真空扩散焊厂７４２０２２年㊀第５０卷㊀第２期尤学刚ꎬ等:国产印刷电路板式换热器的首次工业应用研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀家的合作ꎬ国内多个企业对ＰＣＨＥ的设计和制造关键技术都有了突破ꎮ因此ꎬ２０１７年和２０１８年相继有应用于军用舰船上的布雷顿循环动力系统的印刷板式换热器[４]ꎬ及应用于航天科工领域的微型印刷板式换热装置ꎮ３㊀技术分析３ １㊀结构印刷电路板式换热器结构相对简单ꎬ主要包括换热芯体㊁箱体(封头)㊁接管法兰和吊耳支撑件等ꎬ如图１所示ꎮ１ 转换芯体ꎻ２ 吊耳支撑件ꎻ３ 箱体/封头ꎻ４ 接管法兰ꎮ图１㊀印刷板式换热器结构示意图Ｆｉｇ １㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｒｉｎｔｅｄ㊀㊀㊀ｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄｔｙｐｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ３ ２㊀工作原理ＰＣＨＥ主要通过冷/热侧的介质在芯体微通道内部同时对流又互不干涉ꎬ通过薄薄的芯体板片的传热物理特性来达到高效热量交换的目的ꎬ进而实现对热侧高温介质的冷却ꎬ如图２所示ꎮ图２㊀印刷板式换热器换热原理Ｆｉｇ ２㊀Ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ㊀㊀㊀ｂｏａｒｄｔｙｐｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ３ ３㊀首次工业应用从２０１８年开始ꎬ国内已经有几家单位陆续研制出国产印刷板式换热器的样机:航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司为北京动力研究所开发了３台氦氙混合气体换热器(见图３)ꎬ换热负荷仅为８００ｋＷꎬ应用于航天科工领域ꎻ上海益焓能源科技有限公司为中船重工７１９研究所开发了１台以ＣＯ２气体为换热工质的小型换热器ꎬ换热负荷为１４００ｋＷꎬ应用于军用舰船的布雷顿体系ꎮ以上提及的研制案例均为技术开发性质ꎬ且研发出来的样机均应用于试验平台ꎮ图３㊀国产印刷板式换热器出厂交付Ｆｉｇ ３㊀Ｅｘ￣ｆａｃｔｏｒｙｄｅｌｉｖｅｒｙｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｐｒｉｎｔｅｄ㊀㊀㊀ｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄｔｙｐｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ除了航天和舰船领域ꎬ印刷板式换热器更多地应用在油气开采和石油炼化等领域ꎮ在２０１８年之前ꎬ进口印刷板式换热器已经在中海油崖城１３－１和荔湾３－１等气田平台上应用ꎮ而陵水１７－２气田开发工程项目是中海石油(中国)公司海南分公司正在实施的一个万亿立方米南海天然气开发项目ꎬ其平台上的干气外输系统需要３台干气压缩机后冷却器ꎬ其中一台ＴＳ－ＷＣ－２７０１Ｃ为国产印刷板式换热器(见图４)ꎬ于２０２０年出厂ꎬ其换热负荷达４６００ｋＷꎬ设计温度为－１９~１５０ħꎬ设计压力为１８ ７５ＭＰａꎬ设备尺寸为１ ５８ｍˑ１ ４３ｍˑ１ ４６ｍꎬ质量为３ ２４ｔꎮ而国外同参数的２台换热器尺寸为１ ３１ｍˑ１ ３７ｍˑ１ ４２ｍꎬ质量为１ ６４ｔꎮ相比而言ꎬ国产设备的尺寸和质量略大ꎬ尚有优化和改进的空间ꎮ但这是国产印刷电路板式换热器首次在海洋油气开采领域的应用ꎬ它的应用为国产ＰＣＨＥ提供了一个优质的应用平台终端ꎬ能助力国内企业打破国外技术垄断ꎬ促进国产ＰＣＨＥ的研制成熟和工业化生产与应用ꎬ在未来也将进一步降低气田开发的成本和风险ꎮ８４ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２２年㊀第５０卷㊀第２期图４㊀国产印刷板式换热器应用于海洋平台Ｆｉｇ ４㊀Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄｔｙｐｅ㊀㊀㊀ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｎｏｆｆｓｈｏｒｅｐｌａｔｆｏｒｍ４㊀ＰＣＨＥ研制过程中的关键技术４ １㊀ＰＣＨＥ热力与结构协同设计ＰＣＨＥ的核心部件是换热芯体ꎬ而芯体的热力学设计主要由微型通道内流体的传热与流动特性决定ꎬ影响这些特性的物理量除了流体介质的工艺参数和热物理性质外ꎬ主要取决于流体通道的设计ꎬ包括通道的形状㊁界面尺寸及几何角度[５]等ꎮ由于低温的ＬＮＧ在临界点和拟临界点附近物性变化剧烈ꎬ假设物性为定值的设计方法不再适用ꎬ需要采用分段设计方法来精确捕捉物性变化特性ꎮ将换热器划分成多个串联的子换热器ꎬ子换热器内假设物性为定值进行循环计算ꎬ直至最后一个子换热器计算完毕[６]ꎮ为了提高电路板式换热器的换热效果ꎬ设计热流体和冷流体在充分发展区域为逆流换热ꎮ设计过程中综合考虑温差和压降ꎬ在满足总换热功率要求的同时尽可能降低压降ꎮ分段设计示意图如图５所示ꎮ图５中:ＨＸｋ指第ｋ个子换热器ꎬＴ是温度ꎬ下标ｈ㊁ｃ㊁ｊ分别指热流体㊁冷流体和局部值ꎬ下标ｉ和ｏ指入口和出口ꎮ当考虑纵向导热时ꎬｑｚꎬｊ为局部纵向导热量ꎮ由于该型换热器比表面积大ꎬ紧凑度高ꎬ一般以牺牲部分总体积的方法来减小换热器阻力ꎬ因而换热芯体板的微型流道大多采用平直通道ꎮ具体设计思路为:首先对换热器换热功率等参数进行初步设计ꎬ初选几何结构参数ꎻ其次采用分段热力设计方法ꎬ计算每段换热单元的对数平均温差ꎬ校核换热量进行叠加ꎬ直至满足换热功率ꎻ最后对总体结构的阻力损失进行校核ꎬ若满足条件则得到设计结果ꎬ若不满足条件则需调整单板通道数㊁换热板层数以及流体通道流速等参数ꎬ重新进行迭代ꎬ直至得到最优设计方案ꎮ为保证设计结构满足设计要求ꎬ热力设计过程中所有经验公式采用的数据均来自数值模拟与样机试验结果[７]ꎬ以保证设计方案的可靠性ꎮ图５㊀分段设计示意图Ｆｉｇ ５㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｔｅｐ￣ｂｙ￣ｓｔｅｐｄｅｓｉｇｎ㊀㊀芯体板的流道设计方案在热力学校核通过以后ꎬ芯体的结构也就确定了ꎬ在此基础上进一步进行封头结构和支耳结构设计ꎮ之后ꎬ芯体和封头壳体的结构强度都需要核算ꎬ包括内压计算㊁接管开孔补强计算㊁接管局部应力计算㊁非标准件的强度计算㊁局部应力计算(如支耳等)㊁支座计算㊁接地端子设计㊁地脚螺栓设计㊁安全附件设计及吊装计算等ꎮ结构强度校核应考虑各种载荷的组合ꎬ完全符合标准使用条件的零部件其强度及应力可以免于计算ꎮ由此可见ꎬ一台适应工业化应用需求的ＰＣＨＥꎬ其热力学设计必须与设备的结构协同进行ꎬ并进行热流固耦合分析[８]ꎬ这样才能使换热芯体满足传热需求ꎮ芯体及外部封头或壳体满足高温㊁高压条件下的结构强度要求ꎬ也是ＰＣＨＥ实现国产化关键的一步ꎮ４ ２㊀芯体板片的光化学蚀刻技术印刷电路板式换热器结构紧凑ꎬ整体强度高ꎬ９４ ２０２２年㊀第５０卷㊀第２期尤学刚ꎬ等:国产印刷电路板式换热器的首次工业应用研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀处理能力强ꎬ得益于其换热芯体独特的制造方式ꎮ其制造工序的第一步就是使用光化学蚀刻技术将分别为冷热介质设计的流体微通道蚀刻于厚度为毫米级的不锈钢芯体板表面ꎮ目前ꎬ在薄金属板片上加工出这些流道的方法有:蚀刻㊁冲压㊁激光㊁ＣＮＣ㊁线切割及电脉冲等ꎮ光化学蚀刻(ＰｈｏｔｏＣｈｅｍｉｃａｌＭａｃｈｉｎｉｎｇꎬＰＣＭ)是指利用摄影技术生成的掩膜ꎬ通过选择性化学侵蚀生产无毛刺㊁无应力的平整金属元件的工程生产技术ꎮ蚀刻[９]与其他金属加工手段相比有很多优点ꎬ比如加工精度高ꎬ可加工异常复杂的形状ꎬ无毛刺㊁无加工应力产生ꎬ且不影响被加工材料的主要性能等ꎮ光化学蚀刻的主要工艺流程包括:ＣＡＤ设计㊁切料㊁预处理㊁滚涂感光胶㊁曝光㊁显影㊁蚀刻㊁去膜和检验等ꎮ整个工艺流程中最核心的是蚀刻工序ꎮ蚀刻过程中存在着３个主要的可变因素ꎬ即蚀刻深度㊁蚀刻速度和蚀刻时间ꎮ这三者之间的关系式如下:ｖ＝ｈ/ｔ(１)式中:ｖ为金属的蚀刻速度ꎬｍｍ/ｍｉｎꎻｈ为蚀刻深度ꎬｍｍꎻｔ为蚀刻时间ꎬｍｉｎꎮ３个可变因素中ꎬ最值得关注的是蚀刻速度ꎮ蚀刻速度又通常与化学蚀刻剂的类型㊁质量浓度㊁温度及时间等主要的工艺因素相关ꎮ对于印刷板式换热器中常用的不锈钢基材ꎬ通常采用的蚀刻剂包括ＦｅＣｌ３㊁碱/酸性ＣｕＣｌ２㊁过硫酸铵㊁ＨＣｌ/ＨＮＯ３㊁Ｈ２ＳＯ４/Ｈ２Ｏ２及王水等ꎮ根据基础研究和蚀刻经验ꎬ３１６Ｌ不锈钢蚀刻选用ＦｅＣｌ３或王水效果最佳ꎮ由于ＦｅＣｌ３蚀刻液工艺稳定㊁价格便宜㊁对人体和环境危害性低等优点ꎬ在印刷板式换热器的芯体制造中ꎬ常被用来蚀刻板片换热通道ꎮ能否获得理想的蚀刻速度和蚀刻质量ꎬＦｅ３＋质量浓度是决定性因素ꎬ所以在正式加工板片的微通道以前ꎬ应保持蚀刻剂中酸的质量浓度不变ꎬ反复探索ＦｅＣｌ３的质量浓度ꎮ此外ꎬ金属蚀刻的过程实质是化学反应的过程ꎬ因此蚀刻液的温度直接影响化学反应的速率和稳定性ꎬ进而影响蚀刻速度和稳定性ꎬ决定了蚀刻控制的难易程度和蚀刻精度的高低ꎮ温度对蚀刻过程的影响较复杂ꎬ因为在蚀刻过程中ꎬ化学反应多伴随着放热过程ꎬ使得蚀刻液温度随着化学反应的进行而逐渐升高ꎬ进而促进化学反应ꎮ因此ꎬ应严格控制蚀刻液温度ꎮ蚀刻时间是蚀刻过程中的重要因素ꎬ直接决定了蚀刻效率的高低㊁生产制造周期和经济成本等ꎮ在板片通道尺寸一定的条件下ꎬ影响蚀刻时间的主要因素为蚀刻液成分㊁质量浓度和温度等ꎮ为此ꎬ对蚀刻时间的控制主要通过两种手段:①对蚀刻液成分㊁质量浓度进行优化控制ꎻ②对蚀刻过程中蚀刻液温度进行控制ꎮ对于３１６Ｌ不锈钢材料ꎬ根据蚀刻量大小ꎬ蚀刻时间通常为３~３０ｍｉｎꎮ综上所述ꎬ蚀刻剂的类型㊁质量浓度㊁蚀刻温度和蚀刻时间等工艺因素并不是独立的因素ꎬ各因素相互影响和制约ꎮ因此ꎬ要想获得理想的板片蚀刻精度和质量ꎬ需要以上述４种参数作为主要工艺因素ꎬ针对特定的板片金属材料ꎬ通过单因素法和正交试验法开展蚀刻工艺试验ꎬ优化工艺参数范围ꎬ获得稳定蚀刻工艺规范ꎬ再实施换热器芯体板片的蚀刻加工ꎬ并获得理想精度的流体微通道换热芯体板片ꎮ４ ３㊀芯体的真空扩散焊成型技术换热器的核心是由已加工了流体微通道的冷热板片交替放置ꎬ并通过真空扩散焊工艺连在一起的封装整体ꎮ扩散焊的工艺将流道密封在内ꎬ单个换热器可通过并联多个换热核芯来满足不同的换热需求ꎮ与传统换热器设计相比ꎬ该内核设计的灵活性不仅提高了固有安全性ꎬ也极大地提高了效率ꎮ真空扩散焊[１０]是一种精密的固相焊接技术ꎬ它是指相互接触的表面在高温和物理压头压力的作用下ꎬ在近乎真空的环境下ꎬ局部发生塑性变形并经一定时间保温ꎬ界面原子间相互扩散而形成冶金结合的过程ꎮ真空扩散焊大致可以分为３个阶段:第１阶段为物理接触阶段ꎬ高温下微观不平的表面在外加压力的作用下ꎬ接触面积逐渐扩大ꎬ最终达到整个面的可靠接触ꎻ第２阶段是接触界面原子间的相互扩散ꎬ形成牢固的结合层ꎻ第３阶段是在接触部分形成结合层ꎬ逐渐向体积方向发展ꎬ形成可靠的连接接头ꎬ如图６所示ꎮ真空扩散焊３个阶段相互交叉进行ꎬ最终在接头处由扩散和再结晶等过程而形成固态冶金结合ꎮ它可以生成固溶体及共晶体ꎬ有时也生成金属间化合物ꎬ形成可靠的连接ꎮ影响和控制扩散焊成型的主要因素有３个ꎬ具体如下ꎮ４ ３ １㊀焊接温度炉内温度是扩散焊接重要的工艺参数之一ꎬ它的微小变化会使扩散速度产生较大变化ꎬ直接影响焊接结合率ꎮ在一定的温度范围内ꎬ温度越高ꎬ扩散系数越大ꎬ扩散过程越快ꎬ结合率越高ꎬ所获得接头的结合强度越高ꎻ但当温度高于某一值后ꎬ温０５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２２年㊀第５０卷㊀第２期度再升高时ꎬ扩散焊接头质量并不提高ꎬ反而有所下降ꎮ多数金属和合金扩散焊合适的加热温度为０ ６Ｔｍ~０ ８Ｔｍ(Ｔｍ为母材熔点)ꎮ图６㊀真空扩散焊接过程Ｆｉｇ ６㊀Ｖａｃｕｕｍｄｉｆｆｕｓｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ４ ３ ２㊀焊接压力施加物理压头作用力的主要目的是使结合面微观凸起的部分产生塑性变形ꎬ达到紧密接触ꎬ同时促进界面区的扩散ꎬ加速再结晶过程ꎮ当压力过小时ꎬ表层塑性变形不足ꎬ表面形成物理接触的过程进行不彻底ꎬ界面上残留的孔洞过大且过多ꎻ当压力增大时ꎬ能促进界面孔洞闭合ꎬ提高焊接结合率ꎬ获得结合强度较高的接头ꎬ但过大的压力会导致工件发生一定变形ꎬ且高压力需要成本较高的设备和精确的控制ꎮ因此ꎬ从经济角度考虑ꎬ应选择适宜的物理压头压力ꎮ４ ３ ３㊀焊接时间焊接时间是指被焊工件在焊接温度下保持的时间ꎬ在该时间内必须保证扩散过程全部完成ꎬ并达到所需的结合强度ꎮ但焊接时间不是一个独立的参数ꎬ它的选取依赖于焊接温度和焊接压力ꎮ在扩散焊接过程中ꎬ延长保温时间可以使界面扩散充分进行ꎬ有利于接头组织与成分的均匀化ꎬ提高接头性能ꎬ但时间过长会使母材晶粒粗化ꎬ尤其对于性能差别较大的异种材料连接时ꎬ还会在界面上形成脆性金属间化合物ꎬ降低接头性能ꎬ时间过短ꎬ会导致焊缝中残留许多孔洞ꎬ影响接头性能ꎮ综合来看ꎬ焊接温度㊁焊接压力㊁焊接时间㊁环境(是否真空及真空度)及表面状态等都是影响扩散焊接的主要工艺因素ꎬ要获得理想的真空焊接芯体ꎬ在前期摸索稳定的真空扩散焊接工艺非常必要ꎮ４ ４㊀ＰＣＨＥ的集成建造与检测评价技术芯体的扩散焊成型使得印刷电路板式换热器的集成建造成功了一半ꎬ之后再将芯体与管箱㊁管口㊁法兰和支耳进行焊接ꎬ就形成完整的印刷电路板式换热器ꎮ在ＰＣＨＥ建造的各个工序都要进行严格的检测ꎬ之后方能进入下一道工序ꎮ纵观ＰＣＨＥ的整个建造工序ꎬ需要建立以下检测标准或评价体系:(１)芯体板光化学蚀刻前ꎬ需要将不锈钢板两面抛光至镜面ꎬ针对这个抛光质量(镜面度)的检测有必要建立一套检测标准ꎬ因为抛光质量是否达标直接影响后续板片真空扩散焊接的成败ꎮ(２)芯体板片在光化学蚀刻以后ꎬ微通道的凹槽深度㊁凹槽之间的脊宽精度以及凹槽内表面的平滑度是否能满足要求ꎬ也需要建立检测标准ꎬ因为凹槽流体通道的蚀刻精度和质量直接影响换热芯体的传热性能和换热效率ꎮ(３)芯体板片在真空扩散焊炉里成型ꎬ如何检测焊接质量和可靠度ꎬ目前主要通过摸索稳定的扩散焊接工艺和先焊接试验工件来进行验证ꎬ后续很有必要再建立一套检测和评价体系ꎮ(４)印刷电路板式换热器本身就是为适用高温高压条件而生ꎬ因而在芯体成型之后ꎬ需要将厚度很大的封头(箱体)与芯体进行焊接封装ꎬ对大厚度焊接残余应力与焊缝质量的检测也值得持续探索ꎮ国产ＰＣＨＥ的制造过程在以上每一个环节都有相应的检测ꎬ但都不够系统ꎬ目前主要的手段还是１５ ２０２２年㊀第５０卷㊀第２期尤学刚ꎬ等:国产印刷电路板式换热器的首次工业应用研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀在设备建造完毕后㊁出厂交货前按照技术文件要求和规范进行试验ꎬ包括压力试验和氦检漏试验[１１]ꎬ以验证芯体的扩散焊接和芯体与形体㊁接管和法兰的焊接质量及结构强度ꎮ其中压力试验又包括水压和气密性试验ꎬ试验压力按照ＧＢ１５０ ２０１１的要求进行ꎻ对于氦检漏试验ꎬ则需要按ＥＪ/Ｔ３８８ １９８９的要求进行ꎮ５㊀结束语印刷电路板式换热器以其独特的性能优势ꎬ特别是耐高温㊁耐高压㊁换热效率高㊁结构紧凑㊁体积小及质量轻等特点赢得了航天航空㊁军用舰船和海洋油气开采等领域的青睐ꎮ当前这些领域也对ＰＣＨＥ提出了明确的技术需求ꎮ而在民用领域可以预见的是ꎬ随着海洋石油天然气开采㊁碳排放控制㊁分布式能源系统推广等工程项目的实施ꎬＰＣＨＥ在我国民用领域的应用需求将会迅速扩大ꎮ虽然国内目前还没有一个厂家能把ＰＣＨＥ独立完整地研制出来ꎬ但是国内在该设备的上游(换热芯体设计和传热计算)领域㊁中游(板片光化学蚀刻㊁真空扩散焊接)领域以及下游的集成建造与检测评价方面ꎬ都有相应的公司拥有比较成熟的技术和经验积累ꎮ相信在各专业公司的通力合作下ꎬ印刷电路板式换热器一定会迎来全面的国产化ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀高红ꎬ陈旭ꎬ朱企新.微型换热器研究进展[Ｊ].化工机械ꎬ２００４ꎬ３１(４):２４４－２４８.ＧＡＯＨꎬＣＨＥＮＸꎬＺＨＵＱＸ Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｉ￣ｃｒｏｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｍａ￣ｃｈｉｎｅｒｙꎬ２００４ꎬ３１(４):２４４－２４８.[２]㊀ＴＳＵＺＵＫＩＮꎬＫＡＴＯＮꎬＩＳＨＩＤＵＫＡＴ Ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍ￣ａｎｃｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＴｈｅｒ￣ｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００７ꎬ２７:１７０２－１７０７. [３]㊀赵新宝ꎬ鲁金涛ꎬ袁勇ꎬ等.超临界二氧化碳布雷顿循环在发电机组中的应用和关键热端部件选材分析[Ｊ].中国电机工程学报ꎬ２０１６ꎬ３６(１):１５４－１６２.ＺＨＡＯＸＢꎬＬＵＪＴꎬＹＵＡＮＹꎬｅｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｕ￣ｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅＢｒａｙｔｏｎｃｙｃｌｅａｎｄｃａｎｄｉｄａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｋｅｙｈｏｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｆｏｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥꎬ２０１６ꎬ３６(１):１５４－１６２. [４]㊀石明珠ꎬ邵应娟ꎬ钟文琪ꎬ等.核动力船舰超临界二氧化碳循环系统建模与性能分析[Ｊ].东南大学学报(自然科学版)ꎬ２０２０ꎬ５０(２):３５１－３５７.ＳＨＩＭＺꎬＳＨＡＯＹＪꎬＺＨＯＮＧＷＱꎬｅｔａｌ ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣＯ２ｐｏｗｅｒｃｙ￣ｃｌｅｉｎｎｕｃｌｅａｒ￣ｐｏｗｅｒｅｄｖｅｓｓｅｌｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)ꎬ２０２０ꎬ５０(２):３５１－３５７.[５]㊀王志鑫ꎬ党开放ꎬ张亚军ꎬ等.微换热通道的几何特性对多孔微型换热器传热特性的影响[Ｊ].化工机械ꎬ２０１２ꎬ３９(４):４８２－４８６.ＷＡＮＧＺＸꎬＤＡＮＧＫＦꎬＺＨＡＮＧＹＪꎬｅｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｇｅｏｍｅｔｒｉｃｆｅａｔｕｒｅｅｆｆｅｃｔｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｐｏｒｏｕｓｍｉｃｒｏｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｍａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０１２ꎬ３９(４):４８２－４８６. [６]㊀ＧＵＯＪＦ Ｄｅｓｉｇｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｒｅｃｕｐｅｒａｔｏｒ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＥｎｅｒｇｙꎬ２０１６ꎬ１６４:２１－２７. [７]㊀ＮＩＫＩＴＩＮＫꎬＫＡＴＯＹꎬＮＧＯＬ Ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｈｅａｔｅｘ￣ｃｈａｎｇｅｒｔｈｅｒｍａｌ￣ｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＣＯ２ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｏｏｐ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅ￣ｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎꎬ２００６ꎬ２９(５):８０７－８１４. [８]㊀李迎凯.基于热流固耦合的微型换热器设计方法研究[Ｄ].南昌:南昌大学ꎬ２０１５.ＬＩＹＫ Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｍｉｃｒｏｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｍａｌｆｌｕｉｄ￣ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃ￣ｔｉｏｎ[Ｄ].Ｎａｎｃｈａｎｇ:ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１５. [９]㊀尹国钦ꎬ郑腾威.光化学蚀刻制造工艺[Ｊ].电子制作ꎬ２０１４(１２):１８７－１８８.ＹＩＮＧＱꎬＺＨＥＮＧＴＷ Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｔｃｈｉｎｇｍａｎｕ￣ｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ[Ｊ].ＰｒａｃｔｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓꎬ２０１４(１２):１８７－１８８.[１０]㊀卢少波ꎬ王承章ꎬ张吉峰.真空扩散焊炉压头的设计和压力试验[Ｊ].真空电子技术ꎬ２０１６(５):６４－６７.ＬＵＳＢꎬＷＡＮＧＣＺꎬＺＨＡＮＧＪＦ Ｄｅｓｉｇｎｏｆｖａｃｕｕｍｄｉｆｆｕｓｉｏｎｗｅｌｄｉｎｇｆｕｒｎａｃｅｐｒｅｓｓｕｒｅｒａｍａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].ＶａｃｕｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓꎬ２０１６(５):６４－６７.[１１]㊀金毓铨.标准中氦质谱检漏试验判据的研究[Ｊ].电子产品可靠性与环境试验ꎬ２０１１ꎬ２９(３):１－３.ＪＩＮＹＱ Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒｈｅｌｉｕｍｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｕｍｆｉｎｅｌｅａｋｉｎｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓ[Ｊ].ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｒｏｄｕｃｔＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＴｅｓｔｉｎｇꎬ２０１１ꎬ２９(３):１－３㊀㊀第一作者简介:尤学刚ꎬ高级工程师ꎬ生于１９６６年ꎬ１９８８年毕业于大庆石油学院ꎬ现从事海洋工程方面的研究工作ꎮ地址:(５７０３１１)海南省海口市ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｙｏｕｘｇ＠ｃｎｏ￣ｏｃ ｏｍ ｃｎꎮ通信作者:曾冬ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｚｅｎｇｄｏｎｇ＠ｃｎｏｏｃ ｃｏｍ ｃｎꎮ㊀收稿日期:２０２１－０９－２８(本文编辑㊀王刚庆)２５ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２２年㊀第５０卷㊀第２期。
板式换热器换热量的计算
板式换热器换热量的计算板式换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、电力、制药、石油等工业领域。
它以板作为换热界面，通过板间流体的对流传热和板材的导热，实现了热能的转移。
在使用板式换热器进行换热操作时，需要进行换热量的计算，以确保设备的稳定性和运行效果。
换热量的计算是基于传热原理和换热器的参数来进行的。
首先，我们需要了解以下两个基本参数：1.流体的热容量：热容量是单位质量流体温度升高1摄氏度时所吸收的热量。
它可以通过流体的物性参数和温度关系来计算得出。
2.平均换热温差：换热器工作时，进出口流体温度之差即为换热温差。
如果流体是多组进出口，则需要计算不同组之间的平均热差。
换热温差是计算换热量的关键参数。
换热量的计算方法有多种，下面列举几种常用的方法：方法一：简易法该方法适用于换热温差小于10℃时的情况。
换热量的计算公式为：Q=m*Cp*ΔT其中，Q为换热量（kW），m为流体的质量流量（kg/s），Cp为流体的热容量（kJ/kg·K），ΔT为平均换热温差（K）。
方法二：数值法该方法适用于换热温差大于10℃时的情况。
首先，要计算不同流体的修正换热温差。
修正换热温差的计算公式为：ΔTm = (ΔT1ln(ΔT2/ΔT1))/(ln(ΔT2/ΔT1))其中，ΔT1和ΔT2为流体的进出口温差。
然后，可根据修正温差和流体的热容量来计算换热量。
Q=m*Cp*ΔTm方法三：传热面积法该方法适用于需要更准确计算换热量的情况，通常需要计算传热面积。
传热面积的计算公式为：A = Q / (U * ΔTlm)其中，Q为换热量（kW），U为换热系数（W/m2·K），ΔTlm为平均对数温差（K）。
平均对数温差的计算公式为：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / (ln(ΔT1/ΔT2))其中，ΔT1和ΔT2为流体的进出口温差。
需要注意的是，以上的计算方法仅适用于理想状态的换热器。
实际情况中，还需考虑换热器的传热效率、压降、管束间距等因素。
pcw系统里板式换热器的工作原理
pcw系统里板式换热器的工作原理PCW系统里板式换热器的工作原理1. 概述板式换热器是一种广泛应用于工业领域的热交换设备，它通过将两种不同流体之间进行热量传递，以实现热能的高效利用。
PCW系统中的板式换热器是其中的一个重要组成部分，下面我们将深入探究其工作原理。
2. 版式换热器的结构板式换热器通常由一系列金属板组成，这些板通过密封垫片或焊接方式连接在一起，形成了很多平行的换热通道，流体在这些通道中进行换热。
3. 工作原理板式换热器的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：流体进入换热器两种不同的流体被分别引入到板式换热器的两个侧面，分别称为热源侧和冷源侧。
这两个侧面通过密封垫片或焊接方式严密封闭，确保流体不会相互混合。
流体间换热热源侧流体和冷源侧流体在板式换热器的换热通道中交叉流动，通过板之间的热传导，发生热量交换。
热能从温度较高的流体传递到温度较低的流体，实现了热能的传递和平衡。
流体离开换热器在完成热量传递后，两种流体分别从板式换热器的两个侧面离开，重新进入各自的系统循环，继续参与热能的传递和利用。
4. 热量传递效果优势相比其他类型的换热器，板式换热器具有以下几个优势：高效换热板式换热器具有较大的热传导面积和较小的流通截面积，能够实现更高的热传导效率，从而实现高效换热。
运行稳定由于板式换热器采用压力密封和焊接技术，可以有效地防止流体泄漏，使其在运行过程中具有较高的稳定性和可靠性。
灵活性强板式换热器的板组结构可以根据实际需求进行灵活组合，可以满足不同工况下的换热需求，具有较强的适应性。
5. 应用领域PCW系统中的板式换热器广泛应用于许多工业领域，包括化工、电力、制药等。
它在工业生产中起到了热能传递和利用的重要作用，为各行各业提供高效能源解决方案。
6. 结论综上所述，PCW系统中的板式换热器通过优秀的结构设计和高效的传热机制，实现了热能的高效利用和传递。
它在工业应用中具有广泛的应用前景，为工业生产的节能降耗做出了重要贡献。
板式换热器定额
板式换热器定额板式换热器是一种广泛应用于很多化工、制药、食品等工业领域的高效能换热设备。
板式换热器定额即是一种通过对该设备进行规范管理和使用的手段，来促使其在工业生产中发挥出最佳能力和效果的文档规范。
第一步，板式换热器的规范分类。
按照不同的工业需求和使用要求，板式换热器被分类为不同的类型。
主要分类包括：工况换热器、冷却器、蒸发器、加热器、冷凝器等。
对于每一种类型的板式换热器，不能随意的进行更改和调整，必须严格按照规范来进行操作。
第二步，板式换热器的安装与使用。
板式换热器的安装与使用的规范需要严格遵守。
例如，应考虑板式换热器的安装场所、管路连接、操作流程和维护、保养等。
这也是保障板式换热器长期和安全运行的重要措施。
第三步，板式换热器的维护保养。
板式换热器作为一种高效能换热设备，在使用的过程中需要注意维护保养，避免设备老化和出现故障。
为此，在规范中，需要规定详细的维护保养制度和周期，以及必须的维护保养工具和人员配备。
第四步，板式换热器的清洁。
板式换热器的清洗是保证该设备长期高效运行的重要手段。
清洁规范包括清洗前后的准备、清洁方法、清洗剂的使用和废水的处理等。
规范的制定和执行是确保设备清洁度高和运行效率的重要保障。
总之，板式换热器定额是保证该设备长期有效运行的载体，其规范制定和执行对于设备的保养、维护和安全运行都起到着重要作用。
在不断发展的工业生产中，我们要不断提高对板式换热器定额的规范管理和运用，以促进更多领域的高效能换热设备的发展和应用。
交叉流向空气板式换热器计算
交叉流向空气板式换热器计算交叉流向的空气板式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和舒适空调系统中。
它通过交叉流动的热媒和空气之间的传热，实现热量的传递和调节。
下面我将以人类的视角，向您描述一下交叉流向空气板式换热器的运行原理和应用。
让我们来了解一下交叉流向空气板式换热器的结构。
它由一系列平行排列的金属板组成，板与板之间通过密封垫片隔开，形成一条条狭窄的通道。
热媒流经其中的一个通道，而空气则通过另一个通道流动。
当热媒和空气交叉流动时，热量会从热媒传递到空气中，从而实现换热的目的。
在交叉流向空气板式换热器中，热媒和空气是分别在两个不同的通道中流动的。
这种结构设计使得热媒和空气之间的传热效果更加高效。
当热媒经过通道时，会释放出热量，而空气则通过相邻的通道，吸收了这部分热量。
这种交叉流动的方式可以增大传热表面积，提高传热效率。
交叉流向空气板式换热器具有许多优点。
首先，它的结构紧凑，占用空间小，适用于安装在有限空间的场所。
其次，由于热媒和空气是分别在两个通道中流动的，所以它们之间几乎没有直接接触，可以避免交叉污染的问题。
此外，由于板式换热器的模块化设计，可以根据实际需求进行扩展或减少，提高了设备的灵活性和适用性。
交叉流向空气板式换热器在许多领域都有广泛的应用。
在工业生产中，它常用于加热、冷却和蒸发等过程中的热量传递。
在舒适空调系统中，它常用于室内外空气的换热，以提供舒适的室内环境。
此外，交叉流向空气板式换热器还可以应用于食品加工、化工、能源等领域，满足不同行业的热量传递需求。
总结一下，交叉流向空气板式换热器是一种高效、紧凑的热交换设备，通过交叉流动的热媒和空气之间的传热，实现热量的传递和调节。
它具有结构紧凑、传热效率高等优点，并在工业生产和舒适空调系统中得到广泛应用。
希望通过本文的描述，您能对交叉流向空气板式换热器有更深入的了解。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
板式换热器的工业应用
BR型板式换热器的使用范围非常广泛，介质从普通的工业用水到高粘度的液体，从卫生要求较高的食品液体、医药物料到具有一定腐蚀性的酸碱液体，从含有固体小颗粒的液体物料到含有少量纤维的液体物料，从无腐蚀性到具有强腐蚀性的液体，从水蒸汽到各种气体等各种介质均能处理。
它可以完成液液、汽液、气液、气气（汽）之间的加热、冷却、蒸发、冷凝、浓缩、结晶、脱气、干燥等工艺过程。
它在工业上主要应用在这些方面：
化学工业
无机化学工业方面：各种无机酸、碱、盐的加热、冷却、蒸发、冷凝；硫酸的冷却；碱工业中、各种浓度碱液及电解液的加热和冷却；盐工艺、热回收装置有机化学工业方面：
多种工业方面的应用：闭路冷却水系统；传热液体的加热、冷却、冷凝和再沸吸收（洗涤）系统；含固体小颗粒和含有少量纤维的物料；各种中间品（单体）的加热、冷却；甲醛、甲醇、乙醇
精细化工用于：农药、染料、涂料、各种添加剂、生物制品、化妆品的生产石油工业
石油工业：各种油品的加热及冷却；塔顶气体的冷凝、冷却；工厂冷却水系统；工厂酸性水的处理；石油、天然气输送系统中原油加热、气体脱水等治金工业
炼钢厂：炼焦炉直接或间接一次冷却器；闭路冷却系统的冷却器；冷却炉子和各种机器；铁合金炉的炉体、电极支座、变压器的冷却器；氧气顶吹转炉中的转炉冷却器的罩冷却器；电弧炉的炉体、水冷盖的冷却；带材热轧机、开坯机、带材冷轧机、薄钢带轧机的润滑油和齿轮油的冷却；电镀锡、锌生产线电解液的冷却
炼铝厂、氧化铝厂、炼铜厂：闭路冷却系统；洗涤液冷却器；电解液的加热和冷却
电力工业
电力工业：中央冷却系统、透平用油冷却器；柴油发动机冷却器、发电机冷却器；轴承、真空泵冷却器；辅助设备冷却器；地热热水交换器
食品工业
各种食品、饮料、果汁、啤酒等加工过程中的加热、冷却、蒸发、结晶、杀菌
机电工业
乳化剂冷却；液压油的冷却、淬火油的冷却；生产车间的采暖和通风；酸洗池、磷化作业线的加热；燃料油的加热；炉子冷却；各种轧机、挤出机的冷却造纸工业
黑液的冷却、木浆的凝缩、水加热；热回收系统、用于回收；喷放蒸汽、排出气体、出口蒸气；热机纸浆、机械纸浆；漂白液、连续蒸煮液、苛化液城市供热
冬季为办公室、工厂、住宅等建筑物提供采暖；宾馆、饭店的供热、供水、供汽及空调
船舶工业
中央冷却器（淡水冷却器）；润滑油冷却器、水加热器和集中空调；柴油机发动机冷却器
制药工业
各种药液、纯水的加热、冷却、蒸发、冷凝及杀菌。