板翅式换热器及设计中的选型计算方法_郭海燕

1 板翅式换热器
通常由隔板、 翅片、 封条、 导流片组成。 在相邻两隔板间放置翅片、 导流片以及封条 组 成一夹层， 称为通道， 将这样的夹层根 据 流体的不同方式叠置起来， 钎焊成一整体便 组成板束， 板束是板翅式换热器的核心， 配 以必 要的 封头、 接 管、 支 撑等 就 组 成了板翅 式换热器。
4 设计计算方法
4.1 对换热过程的简化 计算换 热器的传 热 温 差 是 研究 换 热器 换热过程的基本内容之一。 设计中仅计算从 液 氧 开始 汽化 到复热 至常 温出主 换 热 器 这 一段的温 差， 在液氧 开始汽化前， 认为同一 截面上液氧与纯 氮气、 污 氮气温度相等， 这 种情况下根据冷、 热流体间的热量平衡方程 式就能计算了。 设 计中把 换 热 器内同一截面 高压 空气 温度与低压空气温度始终认为相等， 纯氮气 温度与污氮气温度也始终相等， 这样就将换 热器简化为三股流的换热。 4.2 翅片的选择 板翅式换热器由于流体的压力很高， 一 般都选用多孔形翅片。 参 考实际空 分 装 置板翅 式 换 热 器 数 据 选取： 铝制6.35 m m×1.5 m m×0.5 m m多 孔形翅片 4.3 翅片效率与表面效率 高压板 翅 式 换 热 器的 翅片效率 与 表面 效率由于流道布置方式的不同， 其计算方法 也有区别。 （1） 单叠布置的翅片效率与表面效率
The Plate-Fin Beat Exchanger and The Design Calculation Method
GUO Haiyan WANG Gang (Shenyang University of Technology, institute of Petrochemical Technology；PetroChina Liaoyang Petrochemical Company power plant Liaoning, Liaoyang, 111003) Abstract： This paper introduces the performance of plate fin heat exchanger and its application. It briefly lists the design calculation method to illustrate the different design ideas with examples. Keywords： plate fin heat exchanger design calculation air separation
3 铝制板翅式换热器性能
由于 翅 片 的 特 殊 结 构， 使流体在通道 中形成强烈的紊动， 就使热阻 边界层不断破 坏， 从而有 效 地降 低了热阻， 提高了传 热 效 率。 另外板翅 式换热器的结 构比较紧凑， 单
式 中： F- -总 表 面 积 ； 16 5 0 0 m 2 ， 按 230 0 m 2 /m 3 ,每 个单元(580 0×110 0×1121)
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位体 积 的 传 热面 积， 一 般 要比 列 管 式 换 热 器热效率大5倍以上， 每一外壳容积为1 m 3 时， 其传热面积为160 m 2 左右。 板翅式换热器较轻巧而牢固， 由于翅片 很薄， 一 般为0.2～0.3 m m， 而由于结 构紧 凑、 体 积 小， 一 般有用铝 制 造， 因 而重 量很 轻， 同 时， 翅 片 既 是 主 要 的 传 热 表面， 又是 两隔板的支撑， 故强度高。 板翅式换热器适 应性强， 在同一设备内可允许有2～9种介质 换热， 且可用于气体—气体、 气体—液体、 液 体—液体之间的热交换。
1000 13200 0.96 27672 s 15672 / F 0.949
表面效率ηs ：
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①作者简介： 郭海燕 （1968-） ， 女， 高级工程师。
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
工 业 技 术
2013 NO.35 Science and Technology Innovation Herald
科技创新导报
板翅式换热器及设计中的选型计算方法 ①
郭海燕 王刚 (沈阳工业大学石油化工学院，中石油辽阳石化分公司动力厂 辽宁辽阳 111003)
摘 要： 该文介绍了板翅式换热器的性能及在空分领域的应用， 也简要列举了学生设计中对板翅式换热器的初步选型计算方法， 用实例说明其 不同的设计思路。 因篇幅所限没能列出完整过程。 关键词： 板翅式换热器 工艺设计计算 空分 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： TK124 A 1674-098X(2013)12(b)-0085-01
翅 式 换 热 器 是目前 空 分 装 置主 换 热系 统普遍采用的换热器形式。 本学期学生毕业 设 计 选择的课 题是万立氧 空分 装置主换 热 器的工艺设计与选型计算。 在指导毕业设计 中， 查阅相关资料后发现有关板翅式换热器 的设 计 选型计算与通常的管壳 式 换 热 器的 设 计计算思 路、 方法完全不同。 它的设 计计 算方法很复杂， 很多部分超出了学生知识范 围， 因此只好 假定一 些条件， 让学 生模仿性 的简化设 计计算。 下 面仅简单的介绍一下板 翅式换热器和设计中相应的计算方法。
3 0 0 0 m 2； m m ；F b —— 一 次 表 面 积 ； 132 0 0 m 2 ， 以 上数 据 F f —— 二 次 表面 积； 是套用。 （2） 复叠布置的翅片效率与表面效率 复 叠布置中的 单个 通 道 的 翅 片 效率及 表面效率的计算方法与单叠布置的相同。 复叠布置中复叠通道按Biblioteka Baidu述方法处理。 有效传热面为：
2 板 翅式换热 器怎样实现几股气流之 间的换热
可逆式换热器的冷段一般是氧、 纯氮、 污氮、 环流四股冷流体和一股热流体(空气) 之间的换热。 各股流体的流量、 密度不同， 它 们的通 道数也不相同。 在 换热器组 装时， 按 不同流体的通 道数分配， 把冷、 热 流体的通 道相间布置。 在通道的两头利用导流片改变 流体的流动方向， 把同一股流体的出口和入 口分别集中在某一侧。 通常， 冷、 热流体采用逆流或错流布置。 然后再接上封头， 把同一种流体的各个通道 集中起 来， 再焊 接好相应的管 道， 即可实现 几股气流之间的换热。
参考文献
[1] 阎振贵.板翅式换热器翅片效率等问题的 探讨[J].设计制造,1994(1). [2] 毛央 平,毛 绍融.强化板翅 式换热器传 热 的有效途径[J].杭氧科技,20 06(4). [3] 阎 振贵. 板 翅 式 换 热 器 翅片 性能 的比 较 和选择[J].深诊技术， 20 07(6). [4] 文继卿， 任子荣.板式换热器的应用与选 型计算[J].甘肃科学学报， 1998(3). [5] 换 热器.中国气体分离设备商务网， 行业 书库. [6] 陈 芹元 ． 空 分 设 备 基 础 知 识 讲座（二） [J].深冷技术， 1992， 5(2)： 40-42．
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设 计中还 做了板 翅 式 换 热 器中表面传 热系数及流体阻力的准 数关系； 冷、 热 流体 相应层数的统计； 各股流体平均的传导距 离的计算； 各股 流 体传 热能力的 计算； 等 等。 以上几项仅参考资 料 做模仿 计算， 篇幅 有限 这里不再详细介绍。 毕业设 计 环 节是为学 生 提 供 一 个 综 合 运用所 学 理论知 识 解 决相关专业实际问题 的训练机会， 不 苛求 精准和严密的计算。 能 学会怎样了解熟悉某个生产领域目前状况、 发展前景、 市场经济 形势以及 工艺装 置、 生 产流 程等 情况并 掌 握初步设 计计算的方法 就达到了教学目的。