第九章板翅式换热器说课材料
《板式换热器教案》课件
《板式换热器教案》PPT课件一、教案概述1.1 课程目的：使学生了解板式换热器的工作原理、结构特点及应用范围。
培养学生掌握板式换热器的选型、设计及计算方法。
提高学生对板式换热器操作与维护的认知。
1.2 适用对象：热能与动力工程及相关专业的大专院校学生。
从事换热器设计、制造、运行和维护的工程技术人员。
二、教学内容2.1 板式换热器简介板式换热器的定义板式换热器的发展历程板式换热器的分类及特点2.2 板式换热器的工作原理板式换热器的传热过程板式换热器的流动过程板式换热器的热损失计算2.3 板式换热器的结构与组成板式换热器的板块结构板式换热器的密封结构板式换热器的主要部件及功能2.4 板式换热器的应用范围板式换热器在加热领域的应用板式换热器在冷却领域的应用板式换热器在其他领域的应用三、教学方法3.1 讲授法通过PPT课件，对板式换热器的原理、结构、应用等进行详细讲解。
结合实例，分析板式换热器在不同领域的应用案例。
3.2 互动教学法设置问题环节，引导学生思考板式换热器的相关问题。
鼓励学生提问，解答学生关于板式换热器的疑问。
3.3 实践教学法安排板式换热器实验室参观，让学生直观了解板式换热器的结构。
组织板式换热器模拟操作，让学生动手实践，提高操作技能。
四、教学评价4.1 课堂问答评估学生在课堂上的参与程度，提问和回答问题的准确性。
4.2 课后作业布置与板式换热器相关的课后作业，评估学生的理解程度和应用能力。
4.3 实践操作评估学生在板式换热器模拟操作中的技能掌握情况。
五、教学进度安排5.1 课时安排总共24课时，其中PPT课件讲解12课时，互动教学6课时，实践教学6课时。
5.2 教学进度第1-4课时：板式换热器简介及工作原理第5-8课时：板式换热器的结构与组成第9-12课时：板式换热器的应用范围第13-16课时：板式换热器的选型与设计第17-20课时：板式换热器的操作与维护第21-24课时：板式换热器案例分析与讨论六、板式换热器的选型与设计6.1 选型依据换热器的设计压力和设计温度流体的种类和性质换热器所需的热交换面积换热器的结构形式和类型6.2 设计步骤确定换热器的工艺参数选择合适的板式换热器类型计算换热器的热交换面积确定换热器的材质和结构6.3 设计注意事项考虑换热器的压力损失和温差损失选择适当的板片形状和板间距考虑换热器的清洗和维修方便性七、板式换热器的操作与维护7.1 操作流程启动前的准备工作启动过程中的操作步骤运行过程中的监测与调节停机过程中的操作步骤7.2 维护保养日常巡检与清洁定期检查与维修换热器性能的检测与评估7.3 故障处理常见故障现象及其原因故障处理方法与步骤故障预防与改进措施八、板式换热器案例分析与讨论8.1 案例介绍案例一：板式换热器在食品工业中的应用案例二：板式换热器在制药工业中的应用案例三：板式换热器在热力发电中的应用8.2 案例分析分析案例中的换热器选型与设计分析案例中的操作与维护经验探讨案例中的故障处理方法8.3 讨论与启示讨论板式换热器在不同行业中的应用特点探讨板式换热器的设计与操作中的关键问题分析板式换热器的发展趋势与前景九、板式换热器的热力计算与CAD绘制9.1 热力计算方法传热过程的数学模型压力损失的计算方法温差损失的计算方法9.2 CAD绘制技巧使用CAD软件绘制板式换热器三维模型标注换热器的尺寸和参数换热器的结构图和零件图9.3 实践练习学生分组进行热力计算练习学生独立绘制板式换热器CAD图纸回顾板式换热器的原理、结构、选型、操作和维护等内容10.2 考核方式课堂问答与讨论课后作业与实践操作CAD图纸绘制与分析报告10.3 考核评价评估学生在课程中的学习态度和参与程度评估学生在知识掌握和应用能力方面的表现提出改进教学方法和提高教学质量的建议重点和难点解析重点环节1：板式换热器的工作原理板式换热器的工作原理是课程的核心内容，涉及到传热过程和流动过程的复杂性。
板翅式换热器工作原理及结构
Q
F
[Co
( T1 )4 100
Co
( T2 )4 100
]
W
• ε 系统黑度；C0 黑体辐射系数。具体计算参见机械工程手册热工篇。
• 空分设备中流体与设备壁面的温度均较低，温差很小，辐射不是主要的
传热方式，一般不加考虑。只有在低温液体贮运设备（贮槽，输液管等）
才必须加以详细计算。
⑷．多种传热方式组合
水蒸气冷凝 氮的冷凝 氧的沸腾 水的加热或冷却
4600～17400 2000～2300 1400～2100
600～930
水的沸腾 油的加热或冷却 空气的加热或冷却
600～52300 60～1750 10～115
⑶．辐射
• 当一物体的热能先转化为辐射能，以电磁波形式传播给另一物体，另一
物体吸收了部分辐射能，并转化热能，两个温度不等的物体以这种方式
现在国外板翅式换热器最高设计压力可达 10MPa以上，最大芯体尺寸（L×W×H） 6000~7000×1200×1200mm，重达10吨以上， 可以有十多种流体同时换热。 我国是从20世 纪60年代中期开始板翅式换热器试验研究，70年 代初期自行开发成功，并首先在空分设备上得到 应用。90年代初，杭氧厂引进美国S.W公司大型 真空钎焊炉和板翅式换热器制造技术，板翅式换 热器生产在我国得到飞速发展。现在已在空气分
紧凑换热表面。 （3）气体温度接近饱和线时，物理性质变化较大，
应采用积分平均温差来计算传热温差，以提高计 算精度。 （4）低温换热器所用材料要求在低温下有良好机 械性能。最常用材料为铝合金、铜合金、不锈钢 等。 （5）低温换热器应结构紧凑、体积小、重量轻。 （6）换热器跑冷损失直接影响低温设备的能耗， 所以应采取有效保冷措施。
《板翅式换热器》PPT课件.ppt
(4)传热计算中的对数温差法和传热单元数法
1）对数温差法
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。
-隔板的导热系数，W/m•K
-隔板厚度，m
(3)给热系数的计算
1）流体无相变时的给热系数
在板翅式换热器中，流体无相变时的给热系数， 同样是通过实验研究最后整理成方程而求得的。
板翅式换热器中常用斯坦顿准数，其计算公式 如下：
StCpG
式中：
St j / Pr 2 / 3
CpG
j Pr2/3
Q F00 (tw T )
Fe F00 F1 F2 f
0
F1
F2 f
F0
F1 F2 F2 F2 f
F0
1
F2 F0
(1 f
)
又因：
F2
F0
F1
F0
x x
y
F0
因此： F2 1 x y
F0
xy xy
所以：
0
1
x
y
y
(1
f
)
由于F2 / F0总是小于1，所以表面效率0总是大于 翅片效率 f。同理，翅片效率 f越高，则表面效率 0 也越大。
根据翅片表面温度分布曲线，两端温度最高等 于隔板表面温度tW ，而随着翅片与流体的对流给热， 温度不断降低，在翅片中部趋于流体温度T。
第九章 板翅式换热器
（3）采用切换式板翅式换热器代替蓄冷器之后，由 于尺寸缩小、切换周期延长，可以减少切换时的空 气放空损失，降低电耗，使空气分离设备的运行工 况更加稳定。
但是板翅式换热器并不能完全取代蓄冷器。因板翅 式换热器受焊接容量的限制，单元尺寸不能很大； 而使用多单元的板翅式换热器的组合时，单元之间 与流道之间气流难以均匀分配，外部管网连接又较 复杂。因此在特大容量的空气分离设备中，板翅式 热器还得让位于蓄冷器。
除了空气分离以外，板翅式换热器还广泛 地应用于天然气及合成氨尾气的分离设备 中。
2．板翅式换热器在深低温领域中的应用
板翅式换热器可以在200℃到绝对零度的温度区 间工作。 对于液氢和以液氢精馏生产重水的装置，板翅式 换热器在氢纯化工艺中获得满意的使用效果。 六十年代以后，在大型氦液化器与氦制冷装置中， 板翅式换热器也得到广泛的应用。板翅式换热器 结构的特点，比较适合于在低、中压范围内工作， 故对于深低温领域用的板翅式换热器需要进一步 研究，以提高其承压能力。
板翅式换热器由于工艺条件的限制，单元 尺寸不能做得很大（目前最大的板束单元 尺寸约为1200×1200×7000mm）。大型 板翅式换热器需要通过许多单元板束的串 联、并联进行组合。在单元组合时，很重 要的一个问题就是如何使流体在这些单元 板束中均匀分配。
单元组合基本上有如图9—7所示的三种方 式。从流体均匀角度应尽量采用对称形， 避免并流形。同时由于各单元气体阻力可 能不相等，组俣时应注意匹配得当。工艺 管道布置也要注意这一点。
第九章 板翅式换热器
第一节 板翅式换热器概述 一、板翅式换热器的发展 板翅式换热器首先使用于汽车与航空工业中，最 早生产的是铜墙质浸焊的板翅式换热器。
板翅式换热器教学课件
05
板翅式换热器制造工艺与质量控 制
制造工艺流程
下料
根据图纸要求，将原材料切割成所需形状和 尺寸。
清洗
去除材料表面的油污、氧化物等杂质，保证产 品质量。
成型
通过冲压、折弯等工艺手段，将平板加工成所需 形状。
焊接
采用氩弧焊、激光焊等工艺，将各部件焊接成整体。
热处理
通过退火、正火等热处理工艺，消除内应力，提 高产品性能。
泄漏现象
检查换热器本体、接口及焊缝处，发 现泄漏及时修补或更换。
压降过大
可能是由于流体流量过大、翅片间距 过小或堵塞导致，可调整流量、清洗 翅片或更换合适翅片。
振动和噪声
检查支撑结构、紧固件和流体流动状 态，采取相应措施进行紧固、减震或 优化流体流动。
维护保养周期与建议
定期检查
清洗除垢
每季度对换热器外观、紧固件和密封件进 行检查，确保其完好无损。
强化传热措施
01
增加传热面积
通过增加翅片数量、减小翅片间距等方式增加传热面积，提高传热效果。
02
改善流体流动状态
通过优化翅片结构、增加扰流装置等方式改善流体流动状态，提高对流
传热系数。
03
提高流体流速
通过增加流量、提高流速等方式提高流体与翅片表面的对流换热系数，
从而提高传热效果。但需要注意的是，过高的流速会增加流动阻力，导
用于发电厂的余热回收、 冷凝和冷却等系统。
制冷与空调
用于制冷系统、空调系统 以及冷冻冷藏设备中的换 热过程。
02
板翅式换热器结构组成
传热元件
翅片
主要传热元件，通常采用铝、铜等导热性能良好的材料制成， 形状多样，如平直翅、百叶窗翅等。
《板翅式换热器》课件
01
高效传热表面
研究新型的板翅式换热器表面材料和结构，以提高传热效率。
02
强化传热技术
探索新型的强化传热技术，如振动、旋转、超声波等，以减小传热热阻。
工业领域应用
板翅式换热器在石油、化工、制药等领域有广泛应用，市场前景广阔。
新能源领域应用
随着新能源产业的发展，板翅式换热器在太阳能、风能等领域的应用逐渐增多。
《板翅式换热器》PPT课件
目录
板翅式换热器简介板翅式换热器的应用板翅式换热器的设计与优化板翅式换热器的制造与维护板翅式换热器的发展趋势与展望
01
CHAPTER
板翅式换热器简介
板翅式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，广泛应用于化工、石油、食品等领域。
定义
具有传热效率高、结构紧凑、轻巧、流体阻力小等优点，能够满足各种不同的换热需求。
CHAPTER
板翅式换热器的制造与维护
选择合适的材料，如不锈钢、铜等，确保质量合格。
准备原材料
对板片和翅片进行切割、清洗、加工，确保尺寸和形状符合设计要求。
加工板片和翅片
将板片和翅片按照设计要求进行组对，并进行焊接，确保结构牢固。
组对与焊接
对制造完成的换热器进行质量检测和性能试验，确保符合标准要求。
环保领域应用
随着环保意识的提高，板翅式换热器在废水处理、烟气治理等领域的应用逐渐受到关注。
03
02
01
新型材料与制造技术
研究新型的板翅式换热器材料和制造技术，以提高其性能和降低成本。
多场耦合传热机理
深入研究多场耦合下的传热机理，以提高板翅式换热器的传热性能。
系统优化与集成
研究板翅式换热器的系统优化与集成，以提高其整体性能和应用范围。
板翅式换热器课设
板翅式换热器课设
技术参数
换热器类型：板翅式换热器
工艺类型：流经式
热传递方式：对流传热
罐体类型：圆柱罐体
材料：不锈钢
罐体型号：Φ350*750
出口温度：60℃
入口温度：30℃
设计流量：36m3/h
压力：0.2MPa
换热面积：4.3m2
板片厚度：2mm
填料类型：无
设计要求
1、热传递功率要满足设计要求，换热效率达到90%以上。
2、热传递面积不得小于4.3平方米。
3、板片厚度不得小于2mm 。
4、换热器材质必须是不锈钢制品。
5、换热器罐体要符合国家标准，罐体型号必须为规定型号。
6、入口温度和出口温度要符合设计要求，流量要满足设计要求。
7、换热器结构要稳定可靠，能够承受最高运行压力，操作安全可靠。
8、换热器的填料不得堵塞，清洗时，不可损坏换热器结构。
9、换热器设计时，采用的参数均为最新颁布的国家标准，有效地保证了换热器的设计质量和运行可靠性。
板翅式换热器的设计
板翅式换热器的设计首先，板翅式换热器的设计需要考虑两个主要的热传导路径，即热液体与板翅之间的传热和板翅与气体之间的传热。
对于前者，需要选择合适的液体流体以及流动状态。
液体的选择通常基于其传导热量和冷凝特性。
在液体流动的过程中，热液体通过流道与板翅接触，从而实现传热。
因此，流道的设计是关键之一，需要考虑流体的密度、黏度、热传导系数等因素，以提高传热效率。
另一个热传导路径是板翅与气体之间的传热。
在板翅式换热器中，气体通过孔道流过板翅，将热量传递给板翅，而后者再将热量传递给液体流体。
因此，板翅的设计至关重要。
首先，需要确定合适的板翅材料，通常选用导热性能良好的金属材料，比如铝合金。
其次，需要确定板翅的厚度和形状，以提高气体与板翅之间的接触面积，从而增加传热效率。
另外，板翅的间距也是一个重要的参数，如果间距太小，会导致流体阻力增加，影响流体的流动性能；如果间距太大，则会降低传热效率。
因此，在设计中需要在传热效率和流体阻力之间做一个平衡。
此外，板翅式换热器的结构设计也需要考虑。
为了提高强度和稳定性，通常采用翅片与平板的堆叠结构，并通过焊接、铆接或者搭扣固定翅片。
此外，还需要保证板翅与流体之间的密封性。
常见的密封方式有水封、胶封等。
在板翅式换热器的设计中，还需要考虑其他一些因素，比如降低腐蚀、优化流路、减小结焦等。
综上所述，板翅式换热器的设计需要兼顾多个因素，包括流体特性、传热效率、结构强度等。
通过合理地选择液体流体、设计板翅形状和间距、选择合适的板翅材料、优化结构设计等措施，可以有效提高板翅式换热器的传热效率和工作稳定性。
板翅式换热器介绍剖析
板翅式换热器介绍剖析首先，板翅式换热器具有优良的换热效果。
内部的金属翅片可以增大传热面积，提高传热效率。
翅片的设计可以确保流体在内部的均匀分布，使热量能够充分传递。
因此，相比传统的管壳式换热器，板翅式换热器具有更好的换热效果和热传导效率。
其次，板翅式换热器具有较小的体积和重量。
由于翅片的设计，换热器的体积可以大大减小，从而节省了占地面积。
同时，由于采用了轻质材料，整个换热器的重量也比传统换热器轻。
这使得板翅式换热器在空间有限或有重量要求的场合中具备显著的优势。
另外，板翅式换热器的维护和清洁更加方便。
由于翅片的平面结构，清洗和维护工作变得更加容易。
不需要拆卸换热器，只需打开上部或侧边盖板就能进行清洗。
同时，由于翅片的设计，不容易产生堵塞现象，维护周期也大大延长。
此外，板翅式换热器还具有良好的耐腐蚀性能。
翅片和板状材料通常采用耐腐蚀的材料，如不锈钢、铝合金等，能够在各种腐蚀介质中长期稳定工作。
这使得板翅式换热器广泛应用于化工、石油、食品、制药等领域，适用于多种腐蚀介质的换热。
最后，板翅式换热器的热效率高。
由于翅片的设计，能够提供大量的换热面积，使热量能够高效传递。
翅片设计还可以减小翅片之间的间距，从而增加了换热器的传热能力。
这使得板翅式换热器在热过程中具有较高的热效率。
总的来说，板翅式换热器是一种高效、紧凑、方便维护和耐腐蚀的换热设备。
它在工业生产中具有广泛的应用价值，能够满足不同工艺和介质的换热需求。
随着技术的不断发展，板翅式换热器在热能利用方面的应用前景将更加广阔。
板翅式换热器课设
板翅式换热器课设板翅式换热器是一种高效的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
本文将介绍板翅式换热器的原理、结构、优点和应用。
一、原理板翅式换热器是利用板翅片的高效传热性能，将两种介质进行热量交换的设备。
板翅片是由一系列平行排列的金属板和翅片组成的，介质通过板翅片间的通道流动，实现热量传递。
板翅片的翅片形状和排列方式可以根据不同的介质流动状态和传热要求进行设计。
二、结构板翅式换热器由板翅片、壳体、进出口管道、支撑件等组成。
板翅片通常采用铝合金、不锈钢等材料制成，具有良好的耐腐蚀性和传热性能。
壳体采用碳钢、不锈钢等材料制成，具有良好的强度和密封性。
进出口管道和支撑件的设计也需要考虑介质流动状态和换热效率等因素。
三、优点板翅式换热器具有以下优点：1. 高效传热：板翅片的设计使得介质之间的传热效率高达90%以上，比传统的管壳式换热器更高。
2. 节省空间：板翅式换热器的结构紧凑，占用空间小，适合于空间有限的场合。
3. 耐腐蚀：板翅片采用耐腐蚀材料制成，能够适应各种介质的腐蚀性。
4. 易于清洗：板翅片的结构简单，易于清洗和维护。
5. 适应性强：板翅式换热器可以适应不同的介质流动状态和传热要求，具有较强的适应性。
四、应用板翅式换热器广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
具体应用包括以下几个方面：1. 热回收：板翅式换热器可以将废热回收利用，降低能源消耗。
2. 冷却：板翅式换热器可以将高温介质冷却，保证生产过程的稳定性。
3. 加热：板翅式换热器可以将低温介质加热，提高生产效率。
4. 蒸发：板翅式换热器可以将液体蒸发，实现物料的浓缩和干燥。
5. 空气处理：板翅式换热器可以用于空气处理，如空气加热、空气冷却等。
板翅式换热器是一种高效、节能、耐腐蚀、易于清洗和维护的换热设备，具有广泛的应用前景。
在未来的发展中，板翅式换热器将会越来越受到重视和应用。
板翅式换热器介绍剖析
板翅式换热器介绍剖析一、结构：板翅式换热器由板状组件和翅片组件组成。
板状组件由一系列平行的金属板组成，通常采用铝合金或不锈钢等导热性能较好的材料制造。
翅片组件则是将细长的金属翅片固定在板状组件的表面上，翅片与板状组件之间形成一系列的通道。
二、工作原理：当冷热流体分别通过板状组件的两端，流经通道时，板翅式换热器发挥作用。
冷流体从一个端口进入换热器，在通道中与翅片表面接触，从而吸收翅片表面的热量。
热流体从另一个端口进入换热器，在通道中与板状组件的表面接触，将热量传输给翅片。
翅片将热量更有效地传递给冷流体，从而实现热量的传递。
三、性能特点：1.高效传热：板翅式换热器由于具有大的传热面积和较小的传热距离，因此传热效果非常好。
它能够实现高热效率和节能效果。
2.结构紧凑：板翅式换热器采用紧凑的结构设计，传热效率高的同时，体积也相对较小，适用于空间有限的场合。
3.阻力小：板翅式换热器的通道间隙较小，流体通过时产生的阻力较小，有利于提高流体流速和换热效率。
4.清洗维护方便：板翅式换热器的结构简单，易于清洗和维护，能够将维护和停机的时间和成本降至最低。
四、应用范围：板翅式换热器广泛应用于各个行业。
在工业领域，它被广泛应用于化工、石油、制药、食品加工等过程中的换热工艺。
在家用领域，板翅式换热器被应用于空调、汽车散热器、冰箱、热水器等家电产品中，有效地提高了能源利用效率。
总之，板翅式换热器以其高效传热、紧凑结构、低阻力和方便维护等特点，成为目前最常用的换热设备之一、它的应用范围广泛，不仅适用于各个工业领域，也被广泛应用于家用电器中。
随着科技的不断进步，板翅式换热器的性能和效率还将不断提高，为社会带来更多的福利。
(精品)板翅式换热器的设计
Plate-fin Heat Exchanger
章节的主要内容
一、绪论 二、板翅式换热器的应用 三、板翅式换热器的结构 四、板翅式换热器的制造流程 五、板翅式换热器的测试方法 六、换热器的设计计算
§一、 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（Marston Excelsior）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。
❖ 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。
（3）代号
各翅片均采用我国汉语拼音符号和数字统一表示：
例： PZ 平直翅片 DK 多孔翅片 BY 百叶窗翅片 JC 锯齿翅片 BW 波纹翅片
例：
65PZ4203 表示:翅高6.5mm
平直翅片 节距（或翅片间距）4.2mm， 厚度0.3mm
3 流动形式
通道以不同方式的叠置和排列可形成不同的流 动形式
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。
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。
板翅式换热器的结构与传热机理简述
板翅式换热器的结构与传热机理简述板翅式换热器（Plate fin heat exchanger）是一种高效的换热设备，常用于工业生产过程中的热交换。
它的特点是具有大的换热面积、紧凑的结构和高效的传热性能。
本文将简述板翅式换热器的结构和传热机理。
1.结构板翅式换热器包括主要的三个部分：热交换芯片、翅片和壳体。
热交换芯片是由多层薄板叠压而成，通过焊接或胶合等方法固定。
在热交换芯片的表面上，通过铝合金或不锈钢等材料制作的翅片固定，增加了换热的表面积。
壳体用于包容热交换芯片和翅片，同时起到支撑和固定的作用。
换热介质通过壳体的进出口与热交换芯片进行传热。
2.传热机理对流换热是指当热介质在板翅式换热器内部流动时，通过对流传热，将热量从一个介质传递到另一个介质。
对流传热是由流体在换热器内的速度和温度差驱动的。
通过铝合金或不锈钢制成的翅片可以增加传热的表面积，增加了对流传热的效果。
传导换热是指热量通过固体传导而进行的传热过程。
在板翅式换热器中，热介质通过热交换芯片流动，热交换芯片由多层薄板堆叠而成，薄板之间通过焊接或胶合固定。
通过热交换芯片的传导，将热量从一个介质传递到另一个介质。
辐射换热是指热量通过辐射传递而进行的传热过程。
板翅式换热器中的翅片由金属材料制成，金属具有良好的导热性能，通过翅片的辐射作用，将热量从一个介质辐射到另一个介质。
总结：板翅式换热器具有大的换热面积、紧凑的结构和高效的传热性能，适用于需要高效换热的工业生产过程。
其结构主要包括热交换芯片、翅片和壳体，通过对流、传导和辐射的综合作用，实现高效的传热。
在实际应用中，可以根据具体的换热需求选择不同的材料和结构，以实现更好的换热效果。
板翅式换热器的结构与传热机理简述
板翅式换热器的结构与传热机理简述板翅式换热器（Plate-Fin Heat Exchanger）是一种常见的换热设备，广泛应用于航空航天、化工、能源、电子、冶金等领域。
它由一系列平行排列的金属板和金属翅片组成，具有结构紧凑、传热效率高的特点。
板翅式换热器的结构主要包括：平行金属板、金属翅片、胀管和盖板等组成。
平行金属板通常由铝合金、铜合金和不锈钢等材料制成，具有良好的导热性能和机械强度。
金属翅片则通过焊接或冲压工艺与金属板连接在一起，起到扩大换热面积和增加传热速率的作用。
胀管是用于连接板翅式换热器与其他设备，一般采用铜合金制成，能够承受高压和高温的工作环境。
盖板用于封闭整个换热器，保证换热过程的正常进行。
板翅式换热器的传热机理主要基于对流传热和导热两种方式。
在燃气流动的一侧，燃气通过金属翅片与平行金属板之间的通道，形成较强的对流气流。
燃气的高温传递到金属翅片上后，通过金属翅片与平行金属板之间的导热作用，在金属板中形成温度梯度。
同时，在冷却介质流动的一侧，冷却介质通过平行金属板之间的通道，与金属翅片进行热量交换。
冷却介质的低温传递到金属翅片上后，通过金属翅片与平行金属板之间的导热作用，将热量传递到平行金属板。
这样，燃气和冷却介质之间的热量传递就实现了。
板翅式换热器的传热效率主要受到以下几个因素的影响。
首先是金属翅片的布置形式，包括翅片的高度、间距和角度等。
通过合理的布置形式，可以增加换热面积，提高传热效率。
其次是金属材料的选择，不同的金属材料具有不同的导热性能，因此，合适的金属材料能够提高传热效率。
此外，还需要考虑燃气和冷却介质的流速、入口温度和压力等参数，这些参数在一定范围内的变化，都会对传热效果产生一定的影响。
总之，板翅式换热器是一种结构紧凑、传热效率高的换热设备。
它利用金属翅片扩大换热面积，通过对流传热和导热方式，实现燃气与冷却介质之间的热量传递。
在实际工程应用中，可以根据具体需求选择不同的布置形式和材料，以提高传热效率和满足工艺要求。
板翅式换热器设计
板翅式换热器设计首先是板翅式换热器的换热原理。
板翅式换热器通过将换热器管道外表面铺设一层细小的金属翅片，来增加换热面积。
当换热介质在管道中流动时，通过翅片与管壁之间的热传导和对流传热，将热量从介质传递到翅片上，再由翅片传递到周围空气中。
由于翅片的导热性能好且热传导距离短，所以能够大大提高换热效率。
接下来是板翅式换热器的结构设计。
板翅式换热器通常由一组平行排列的管道和其外表面附着的翅片组成。
在设计时，需要考虑到换热器的传热面积、流体流动路径、翅片的形状和厚度等因素。
传热面积的大小直接影响换热器的换热效率，通常可以通过增加管道长度、增加翅片数量或增加翅片高度来增加传热面积。
流体流动路径的设计需要保证流体均匀分布，并且能够充分接触到管壁的翅片，以提高传热效果。
翅片的形状和厚度选择需要考虑到翅片的强度和导热性能，一般可以采用蜂窝状或矩形形状的翅片来增加换热面积。
最后是板翅式换热器的性能优化。
为了提高换热器的换热效率，可以从以下几个方面进行优化。
首先是选择合适的翅片材料，通常优选导热性能好、强度高、耐腐蚀性强的材料。
其次是优化翅片的形状和厚度，通过改变翅片形状的角度和翅片的厚度，可以提高翅片的导热性能和传热面积。
此外，优化流体流动路径也是提高换热器性能的关键。
通过改变管道的布局方式和添加导流板等措施，可以使流体均匀分布并充分接触到翅片，提高传热效果。
综上所述，板翅式换热器是一种高效的换热设备。
在设计中需要考虑换热原理、结构设计以及性能优化等方面的因素，以提高换热器的换热效率。
随着科技的不断进步，板翅式换热器的设计和制造技术也将不断提高，为各个领域的换热需求提供更加高效的解决方案。
- 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)。
型式 (mm) (mm) (mm) Ai ①
(m2)
面积 Fi ② (m2)
直径 面所点 d e 的面积
(m2) 比例Ff / F
平直 9.5
0.2
1.7
0.00821
12.7
2.58
0.861
形
6.5
0.3
2.1
0.00531
7.61
2.79
0.775
4.7
0.3
2.0
0.00374
6.1
2.45
0.775
形
4.7
0.3
2.0
0.00374
5.6
2.4低5 温实0.验696室
3.2
0.3
3.5
0.00265
3.3
3.04
0.445
CRYOGENICS
❖ ①通道截面积是指有效宽度W=1m时每层通 道的Ai值。
❖ ②传热面积是指有效宽度W=1m、有效长度 L=1m时每层通道的Fi值。
低温实验室
低温实验室
CRYOGENICS
低温实验室
CRYOGENICS
❖ 除了空气分离以外，板翅式换热器还广泛 地应用于天然气及合成氨尾气的分离设备 中。
低温实验室
CRYOGENICS
2．板翅式换热器在深低温领域中的应用
❖ 板翅式换热器可以在200℃到绝对零度的温度区 间工作。
❖ 对于液氢和以液氢精馏生产重水的装置，板翅式 换热器在氢纯化工艺中获得满意的使用效果。
一些工业部门推广使用。
低温实验室
CRYOGENICS
❖ 二十世纪四十年代，美国诺利斯以及美国海军研究 署、船舶局、航空局等在板翅式换热器的传热机理 及设计依据方面做了大量的研究工作，后来凯斯和 伦敦二人编著了《紧凑式换热器》，较系统地总结 了研究成果，在目前这已成为设计板翅式换热器的 基本参考文献。
❖
rh
A U
xy
2xy
❖ 当量直径
（9—1）
4A 2xy
❖
de
4rh
U
xy
（9—2）
❖ 每层通道自由截面积
❖
Ai
xyw sf
（9—低3温）实验室
CRYOGENICS
❖ 每层通道传热表面积
❖
Fi
2(x y)wL sf
❖ 板束n层通道自由截面积
A xywn
❖
sf
❖ 板束n层通道传热表面积
F 2(x y)wLn
❖ 目前，板翅式换热器已被广泛应用在空气分离设备 中。空气分离设备使用板翅式换热器所带来的好处 是：
（1）铝制板翅换热器可以在低温下工作，取代了 昂贵的铜制换热器；
（2）由于高效率、紧凑和轻巧等特点，使得空气 分离设备采用板翅式换热器之后外形尺寸缩小，跑 冷损失减少，膨胀空气量减少、经济指标提高；同 时由于整个设备热容量的减少，启动时间缩短；
❖ 六十年代以后，在大型氦液化器与氦制冷装置中， 板翅式换热器也得到广泛的应用。板翅式换热器 结构的特点，比较适合于在低、中压范围内工作， 故对于深低温领域用的板翅式换热器需要进一步 研究，以提高其承压能力。
低温实验室
CRYOGENICS
三、板翅式换热器的特点
❖ 1．传热效率高 由于翅片对流体的扰动，使边界层 不断破裂，因而具有较大的换热系数；同时由于制 造板翅式换热器金属的高导热性，所以使得板翅式 换热器可以达到很高的效率。
❖
sf
（9—4） （9—5） （9—6）
低温实验室
CRYOGENICS
❖ 一次表面面积
❖
Fb
x x
y
F
❖ 二次表面面积
❖
Ff
yF x y
（9—7） （9—8）
低温实验室
表9—1 国产标准翅片的结构参数
CRYOGENICS
翅 高 翅 厚 翅 距 通道截 传热 当量 二次表
翅片 h f f
s f 面积
❖ 2．紧凑 由于板翅式换热器具有扩展的二次表面， 使得它的比表面积可达1000~2500m2/m3。
❖ 3．轻巧 由于紧凑且多由铝合金制造，所以显得轻 巧。
低温实验室
CRYOGENICS
❖ 4．适应性大 板翅式换热器可以适用气一气、气 一液、液一液间各种不同流体的换热，以及发生 集态变化间的相变换热。通过流道的布置和组合 能够适应逆流、错流、多股流、多程流等不同的 换热工况。通过单元间串联、并联、串并联的组 俣可以满足不同的换热需要。工业上可以定型成 批生产，以降低成本，扩大互换性。
CRYOGENICS 第九章 板翅式换热器
第一节 板翅式换热器概述
一、板翅式换热器的发展
板翅式换热器首先使用于汽车与航空工业中，最 早生产的是铜墙质浸焊的板翅式换热器。
本世纪四十年代中期出现了更轻巧的铝质浸焊板 翅式换热器。
五十年代开始在空气分离设备中应用板翅式换热 器。
目前，板翅式换热器正在低温技术、化工、制冷等
❖பைடு நூலகம்板翅式换热器发展中的另一方面问题是制造工艺。 主要是局部脱焊（即在钎焊过程中局部没有烛牢而
形成薄弱的环节），这导致板翅式换热器承压能力
下降，或在承受交变负载的切换式换热器中产生疲
劳破坏。这个问题经历了一个漫长而曲折的过程才
得到解决。
低温实验室
CRYOGENICS
❖ 我国板翅式换变器的研制开始于六十年代 的中期。
❖ 5．板翅式换热器制造工艺复杂，要求严格。 ❖ 6．容易堵塞，不耐腐蚀，清洗检修较困难。
低温实验室
CRYOGENICS
第二节 板翅式换热器的结构
❖ 一、翅片的结构参数 ❖ 翅片的几何尺寸常用图9—1所示的符号表示。
低温实验室
CRYOGENICS
❖ 根据几何尺寸、翅片结构参数的计算公式如下：
❖ 水力半径
CRYOGENICS 二、板翅式换热器的基本元件
❖ 板翅式换热器板束的基本结构及基本元件，见图 9—2，它是由隔板、翅片、封条、导流板等组成。
❖ 在相邻两隔板之间放置翅片及封条，组成一夹层， 称为通道。将这样的夹层根据流体的不同流动方 式叠置起来，钎焊成一整体，便组织板束。板束 是板翅式换热器的核心部分，配以必要的封头、 接管、支承就组成了板翅式换热器。
0.722
锯齿 9.5
0.2
1.7
0.00821
12.7
2.58
0.861
形
6.5
0.3
2.1
0.00531
7.61
2.79
0.775
4.7
0.3
2.0
0.00374
6.1
2.45
0.722
3.2
0.3
3.5
0.00265
3.49
3.04
0.476
打孔 6.5
0.3
2.1
0.00531 7.61 2.79
❖ 1972年9月，机械工业部在开封召开的“板 翅式换热器制造技术攻关经验交流会”系 统地总结了前一阶段的研制与攻关经验， 制定了有关的技术文件，为我国的板翅式 换变器的设计及制造打下了一个良好的基 础。
低温实验室
CRYOGENICS
二、板翅式换热器在低温技术中的应用。 ❖ 1．板翅式换热器在气体分离中的应用