铝制板翅式换热器设计研究
铝制板翅式换热器设计研究
【摘要】铝制板翅式换热器是一种新颖换热器，具有传热高效、紧凑、轻巧等特点，已在工业领域得到广泛应用。本文结合实践经验，就铝制板翅式换热器的设计进行了研究，具体包括了换热器设计参数、材料选用及结构设计方面的内容，给出了设计过程中的相关注意事项，可供设计人员参考交流。
【关键词】铝制板翅式换热器；设计参数；注意事项
铝制板翅式换热器是用于固定螺杆压缩机的换热器，铝制板翅式换热器是一种以翅片为传热元件的新颖换热器具有传热效率高、体积小、结构紧凑、适应性大、重量轻等特点，并可设计成多达十多股流体同时换热的特殊用途的换热气，其单位体积传热面积可达1860m2/m3。目前已在石油化工、航空航天、电子、原子能、武器工业、冶金、动力工程和机械等领域得到广泛应用，取得了显著的经济效益。近年来，铝制板翅式换热器的设计理论、制造工艺、开拓应用的研究方兴未艾，特别是一些新技术的渗透，使其进入了一个新的发展时期。下面，本文就铝制板翅式换热器的设计进行相关研究。
1.铝制板翅式换热器整体结构
铝制板翅式换热器芯体由隔板、翅片和封条3部分组成。在相邻两隔板之间放置翅片及封条，组成一夹层，称之为通道。对于高压板翅式换热器，由于承受的压力较高，隔板与翅片、封条的钎焊要求也比较高，隔板的复合层要比低压换热器隔板的复合层厚，封条的宽度也需相应增加。按ASME规范第八卷第一分册UG-101的规定，凡容器或容器部件的强度难以准确计算时，其最大许用工作压力可按试样爆破压力来确定。板翅式换热器芯体由于结构复杂，钎焊缝的检查受到结构限制，不可能进行无损检测和其他检查，也无法做强度核算，所以只能通过试样的爆破试验来确定。按ASME规范规定，试样的爆破试验压力应是最大许用工作应力的3～5倍，且以翅片母材拉伸断裂为合格标准。对于铝制板翅式换热器，其翅片的最大许用工作压力相应提高。为了达到这一要求，应选择性能较好的翅片材料，同时增加翅片的厚度。
2.换热器设计参数
热流体：介质为甲烷，设计压力4.95MPa，进口工作温度40℃，出口工作温度16℃，设计温度150℃，传热系数2400W/m2·K；
冷流体：介质为三元冷剂，设计压力2.6MPa，进口工作温度10℃，出口工作温度21.5℃，设计温度65℃，传热系数1900W/m2·K。
换热器为逆流换热形式，由于工作时甲烷进口温度有可能出现温度瞬间上升到一百多摄氏度的情况，故热流体的设计温度最终取为150℃。由于假设温度的提高，极端情况下，换热器热端冷热流体的温度分别为21.5℃和150℃，经过简
铝制板翅式换热器使用说明书_secret
铝制板翅式换热器使用说明书 目录 前言第1页 1 铝板翅式换热器结构介绍第1页 2 板式安装第4页 2.1设备到达检查第4页 2.2存放第4页 2.3板式安装第4页 3 安装第5页 3.1系统试压第5页 3.2 热交换介质的要求第5页 3.3 热交换介质的要求第6页 4、技术性能、安装尺寸第6页 5、维护与保养第6页 6、制造、检验、验收标准第7页 前言 铝板翅式换热器广泛用于低温精馏装置，如空气分离与液化设备、天然气分离与液化、乙烯精馏；也用于化工处理、机车冷却和其它领域； 本使用说明为铝板翅式换热器安装、使用、维护的一般知识，对文中黑体字部份应特别注意，以免对设备或人员造成伤害。在使用过程中对不清楚的地方应向制造厂家咨询。
1. 铝板翅式换热器结构介绍 1.1 铝板翅式换热器属间壁式紧凑换热器； 1.2 铝板翅式换热器的材质为防锈铝合金；换热介质在工作温度下不能对铝合金产生腐蚀或与铝合金有化学反应；这样会降低换热器的使用寿命； 1.3 板式由接管、板束体、其它附属装置组成； 1.3.1 接管 连接换热器与外部接管，可采用焊接、法兰连接或双金属接头连接；接管与板束体相连是封头，封头用于流体分布； 接管材料通常是5A02或5083 1.3.2 板束体 板束体是热交换的场所，结构单位是层；每层由导流片、翅片、封条、隔板组成；层组合为板束体高度（厚度）；整体为真空钎焊，不可拆卸； 1.3. 2.1导流片分进、出口导流片，引导流体进、出各层； 1.3. 2.2翅片为流体热交换提供扩展面积和支承强度；节距一般从1mm~4.2mm，故不清洁介质不能入内，以免堵塞，特别在试压、管道吹扫时应特别注意； 1.3. 2.3 封条在每层的四周，把介质与外界隔开；在流体进、出口处开口； 1.3. 2.4隔板把相邻两层隔开，热交换通过隔板进行，常用隔板一般厚1mm~2mm； 1.3.3 其它附属装置包括：支座、吊耳、保冷等； 1.3.3.1支座支承换热器，支架与支座相连；如果需要，支座要考虑隔热； 1.3.3.2 吊耳为换热器吊装使用； 1.3.3.3 当换热器工作温度高于、低于环境温度时换热器应保温以减少冷损。保冷通常采用聚胺脂发泡或干燥珠光砂保冷； 1.4 板式可根据需要进行并联或串联以解决装置需要与钎焊设备尺寸限制的矛盾；并联布置时应注意换热器间流量分配的均匀度； 2 板式安装 2. 1设备到达检查
板翅式换热器
板翅式换热器 同组人：张弘达18、张来超14 薛业成06、张太平02
引言： 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。 --------张弘达 一、板翅式换热器的发展 二十世纪三十年代，板翅式换热器首先在航空工业上被采用，它结构紧凑、轻巧、传热效率高等特点引起了研究人员和设计工作者的兴趣。随后在制冷、石油化工、空气分离、航空航天、动力机械、超导等工业部门得到广泛应用，被公认是高效新型换热器之一。 1942年，美国的诺利斯首先进行了平直翅片、锯齿翅片、波纹翅片、钉状翅片的传热机理研究，找出几种主要翅片的摩擦因子(f)，传热因子(j)与雷诺数(Re)的关系，为以后的研究与设计奠定了基础。1947年美国海军研究署、船舶局、航空局合作在斯坦福大学拟定了系统的研究计划并扩大了研究范围。 板翅式换热器发展中另一方面是制造工艺，对于结构复杂、隔板和翅片又很薄的铝合金钎焊工艺掌握是在经历了一段相当漫长又曲折过程，在突破许多关键技术后才达到今天的水平。 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。现在已在空气分离、石油化工（乙烯、合成氨、天然气分离与液化）、动力机械及航天（神舟号飞船）等工业部门得到广泛应用。并有部分出口国外（美国、加拿大等国）。 我国板翅式换热器目前的生产水平相当于国际上20世纪90年代中期水平。杭氧现已开发有近50种不同型式和尺寸规格的翅片，可满足各种换热要求。 二、板翅式换热器特点 （1）传热效率高。 （2）结构紧凑，单位体积换热面积为管壳式换热器5倍以上，最大可达几十倍。管壳式换热器一般为150~200m2/m3，而板翅式换热器因翅片具有扩展二次表面，使传热面积可达到1500~2500 m2/m3。 （3）轻巧、牢固。铝材密度ρ为2.7g/cm3，而钢材为7.8g/cm3，铜材为8.9g/cm3。 （4）适应性大，可适用多种介质热交换。在同一设备内可允许多达十多种介质之间热交换，可作气—气、气—液、液—液之间换热，亦可作冷凝和蒸发。 （5）经济性好。由于结构紧凑、铝材又轻，降低了设备投资费。
板翅式换热器
铝制板翅式换热器介绍 1. 概述 板翅式换热器的出现把换热器的换热效率提高到了一个新的水平，同时板翅式换热器具有体积小、重量轻、可处理两种以上介质等优点。目前，板翅式换热器已广泛应用于石油、化工、天然气加工等行业。 2. 基本结构 板翅式换热器的板束单元结构如图所示，它的每一层都是由翅片、隔板和封条三部分组成。在相邻的两隔板间放置翅片及封条组成的夹层，称为通道。将这样的夹层根据介质的不同流动方式叠置起来钎焊成整体，即组成板束。再在板束上配置适当的介质进出口的导流片和封头，就组成了一个完整的板翅式换热器 。 由此可以看出，一台典型的板翅式换热器主要组成元件有翅片、隔板、封条、导流片和封头等。 a-翅片 翅片是铝板翅式换热器的基本元件，传热过程主要通过翅片热传导及翅片与流体之间的对流传热来完成。翅片的主要作用是扩大传热面积， 提高换热器得紧凑性，提高传热效率，兼做隔板的支撑，提高换热器的强度和承压能力。翅片间的节距一般从1mm~4.2mm ，翅片的种类和型式多种多样，常用的形式有锯齿型、多孔型、平直型、波纹型等，国外还有百叶窗式翅片、片条翅片、钉状翅片等。 b-隔板 隔板是二层翅片之间的金属平板，，它在母体金属表面覆盖有一层钎料合金，在钎焊时合金熔化而使翅片、封条与金属平板焊接成一体。隔板把相邻两层隔开，热交换通过隔板进行，常用隔板一般厚1mm~2mm 。 c-封条 封条在每层的四周，其作用是把介质与外界隔开。封条按其截面形状可分为燕尾槽形、槽钢形和腰鼓形三种。一般，封条的上下两个侧面应具有0.3/10的斜度，以便在与隔板组合成板束时形成缝隙，利于溶剂的渗透和形成饱满的焊缝。 d-导流片 导流片一般布置在翅片的两端，在铝板翅式 换热器中主要是起流体的进出口导向作用，以利于流体在换热器内的均匀分布，减少流动死区，提高换热效率。 e-封头 封头也叫集流箱，通常由封头体、接管、端板、法兰等零件经焊接组合而成。封头的作用是分布和集聚介质、连接板束与工艺管道。 另外，一台完整的板翅式换热器还应包括支
换热器的发展现状及前景
换热器的研究发展现状及前景 摘要：随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视，各种研究成果不断涌现。随着经济的发展，各种不同结构和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。换热器又称热交换器，是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如石化、煤炭工业中的余热回收装置等。本文主要介绍了现有换热器的分类，各种换热器的特点工作原理及应用情况，对目前换热器的存在问题和发展趋势进行分析。 关键词：换热器；强化换热；研究现状 随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视，各种研究成果不断涌现 1换热器的分类方式 随着科学和生产技术的发展，各种换热器层出不穷，难以对其进行具体、统一的划分。虽然如此，所有的换热器仍可按照它们的一些共同特征来加以区分，具体如下。 按照用途来分：预热器（或加热器）、冷却器、冷凝器、蒸发器等。 按照制造热交换器的材料来分：金属的、瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。 按照温度状况来分：温度工况稳定的热交换器，热流大小以及在指定热交换区域的温度不随时间而变；温度工况不稳定的热交换器，传热面上的热流和温度都随时间改变。 按照热流体与冷流体的流动方向来分：顺流式、逆流式、错流式、混流式。
【CN110107374A】一种铝制板翅式机油冷却器及其加工方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910347598.4 (22)申请日 2019.04.28 (71)申请人 夏春智 地址 212000 江苏省镇江市京口区梦溪路2 号 (72)发明人 夏春智 (74)专利代理机构 镇江基德专利代理事务所 (普通合伙) 32306 代理人 邓月芳 (51)Int.Cl. F01M 5/00(2006.01) F16N 39/02(2006.01) B23P 15/26(2006.01) (54)发明名称 一种铝制板翅式机油冷却器及其加工方法 (57)摘要 本发明公开了铝制板翅式机油冷却器及其 加工方法，包括进油口、出油口和若干个相互堆 叠的主体框架，所述的主体框架包括由上隔板、 下隔板、左封条、右封条、前封条与后封条拼接而 成的框形结构和位于框形结构内部的翅形板；所 述的翅形板由若干个呈凹字形的翅片组成，所述 前、后封条的侧面两端均设有若干个沉槽，所述 左、右封条的两端连有与沉槽相配的卡块，本发 明采用真空扩散焊代替传统钎焊，可以获得使用 效果更好的冷却器。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 110107374 A 2019.08.09 C N 110107374 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110107374 A 1.一种铝制板翅式机油冷却器，其特征在于，包括进油口、出油口和若干个相互堆叠的主体框架，所述的主体框架包括由上隔板、下隔板、左封条、右封条、前封条与后封条拼接而成的框形结构和位于框形结构内部的翅形板；所述的翅形板由若干个呈凹字形的翅片组成，所述前、后封条的侧面两端均设有若干个沉槽，所述左、右封条的两端连有与沉槽相配的卡块。 2.根据权利要求1所述的一种铝制板翅式机油冷却器，其特征在于，所述沉槽的数量为5个。 3.如权利要求1-2中任意一项所述的铝制板翅式机油冷却器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)上、下隔板的制备；将铝卷材切割为长条形，并依次经丙酮除油、酸洗、碱洗制成成品隔板待用； 2)左、右封条的制备；用双面铣铣削块状铝材，并在头部用立式铣床加工出若干个卡块； 3)前、后封条的制备；用双面铣铣削块状铝材，再经过冷镦，加工出侧面的凹槽； 4)翅形板的制备；切割铝卷材，加工出若干个长条形坯料，再将长条形坯料将预冲压、静置释放应力和二次冲压加工出呈凹字形的翅片，加工完成后依次经丙酮除油、酸洗、碱洗制成成品翅形板待用； 5)隔板、翅形板的机械除膜；使用金刚石锉刀将上隔板、下隔板以及翅形板表面预焊接面的氧化膜去除，直至漏出光亮的金属面为止； 6)真空扩散焊；将上隔板、下隔板、左封条、右封条、前封条、后封条和翅形板依次组装，并通过真空扩散焊将表面连接。 4.根据权利要求3所述的铝制板翅式机油冷却器的加工方法，其特征在于，所述步骤6中真空扩散焊包括加压过程和扩散焊过程，所述的加压过程包括在500℃的条件下，保持需要焊接的部件之间承受不低于3.5Mpa的压力值；所述的扩散焊过程包括在540℃的条件下，将部件之间焊接完成，并保温2-4h。 5.根据权利要求4所述的铝制板翅式机油冷却器的加工方法，其特征在于，保温时间为3.5h。 2
板翅式换热器和热管换热器的比较
板翅式换热器 铝制板翅式换热器是用铝合金波形翅片为传热元件的新颖换热器，具有传热效率高、结构紧凑、适应性大、重量轻、经济性好，并可设计成多股流体同时换热等特点，其单位体积传热面积可达1500m2/m3 。 主要用作主换热器、切换式换热器、冷凝器、蒸发器、冷凝蒸发器、预冷器、过冷器、液化器、冷却器等。适合于气－气、气－液、液－液间热交换场合。 铝制板翅式换热器的结构型式很多，但其基本结构是相同的，即由波形翅片、封条和隔板组成一层通道。翅片主要起传热作用，封条使每一层翅片形成通道。各种流道形式是取决于封条与翅片的布置。隔板是双面涂有钎料的薄钣，主要起分隔作用。 热管换热器 热管是一种高效传热元件。把一支金属管的两端密封起来，向管内注入适量的工作液，抽成真空，就形成一支热管。当热源对其一端加热时，工作液吸热而汽化，蒸汽在压差作用下，高速流向另一端，向冷源放出潜热而凝结，凝结液体从冷源返回到热源，如此循环，就把热量不断从热源传冷源。其形式主要有重力热管，分离式热管，吸液芯热管。热管管壳可焊成螺旋翅片或纵向直翅片。 热管换热器分为整体型和分离型两种，整体型热管换热器传输距离较短，但其结构简单，拆装方便；分离型热管换热器适用于冷热源之间距离较远，并可用来同时加热（或冷却）多种介质，布置比较自由。概括起来，热管具有如下优良性能： ――输送能力强 ――均温性能好 ――热流密度可控，管壁温度可调 ――对环境的适应能力强 ――无外加辅助动力设备 ――结构简单，工作可靠 正是由于热管具有上述优良特性，热管及热管换热器已在电力、冶金、石化、玻陶、电子、轻工等行业的余热回收、加热、均温、散热、干燥等方面获得了广泛应用。 热管的性能的确很好~~~ 而且价格也不贵~~~ 但是热管的致命弱点就是必须是下热上冷才能很好地工作~~~ 反过来，甚至平行的效率则低得多~~~ 而且热管的均温性能仅体现在它的内部~~~ 相对于它的外部两端工质的热量交换帮助不大~~~ 再者如果用热管制作热交换器，其体积大，投资大，但热交换效率没怎么提高~~~~ 它只是在较长距离（1~2米）的输送热量中得到较广泛应用（例如川藏铁路的地基）~~~ 所以热管的应用领域还很窄~~~
板翅式换热器新技术及应用_凌祥
第31卷 第2期2002年3月 石 油 化 工 设 备 PET RO-CHEM ICAL EQ U IPM EN T V o l.31 N o.2 M ar. 2002 试验研究 文章编号:1000-7466(2002)02-0001-04 板翅式换热器新技术及应用 凌 祥,周帼彦,邹群彩,涂善东 (南京工业大学过程装备先进制造技术重点实验室,江苏南京 210009) 摘要:介绍了作者近年来在板翅式换热器研究与开发方面所做的工作:①为提高铝板翅式换热器翅片和隔板表面的耐蚀性和亲水性,开发了一种表面处理技术。②开发的板翅式换热器快速创型系统,具有优化设计、参数化绘图和快速报价等功能,能降低产品成本,提高设计效率十几倍。③通过应用先进制造工艺和引进新材料开发了一系列具有抗强腐蚀、抗结垢、耐高温和耐高压能力的板翅式换热器系列新产品。④应用大型有限元分析系统对高压板翅式换热器的结构特性进行了初步分析,得出了一些提高产品可靠性的设计准则。 关 键 词:板翅式换热器;快速创型;表面处理;先进制造工艺;有限元分析 中图分类号:TQ051.51 文献标识码:A N ew techniques of plate-fin heat exchangers and its application LIN G Xiang,ZHO U Guo-ya n,ZO U Qun-cai,T U Sha n-do ng (Adv anced M a nufacturing Technolog y Lab.o f Process Equipment, N anjing Univ ersity o f Techno lo g y,N anjing210009,China) Abstract:The resear ches made o n plat e-fin heat exchang ers by author s w ere intro duced.Fir stly,a surface tr eatment me tho d for fins and pa rting sheet is propo sed in o rder to enha nce their resistance to co rr osio n and hydro philic ca pability.Secondly,a rapid innov ation sy stem which inv o lv ed a lo t of functio ns such a s optima l ther mal desig n,pa ramet ric dr awing and r apid quo tatio n is dev eloped.The practice applicatio n o f this sy stem sho ws the desig n efficiency increases8to10tim es and the cost decr ease va stly.Thir dly,sev eral new type o f pla te-fin heat ex cha ng ers with specia l perfo rma nce,such as co rro sio n-proo f,anti-fo uling a nd high temper ature resistant etc,w er e dev eloped th ro ug h ado pting new adva nced ma terials and new a dv anced manufac turing techno log y. Fina lly,the st reng th ana ly sis fo r plate-fin heat exchang ers subjected to hig h pr essur e w as car ried out.So me design criteria to ensure the reliability of pla te-fin heat ex chang er s a re o btained. Key words:pla te-fin heat ex chang er;r apid innov ation;sur face t reatme nt;adv anced manufac turing techno log y; finite element a naly sis 板翅式换热器具有结构紧凑、传热效率高等特点,与传统的管壳式换热器相比,其传热效率提高20%～30%,成本可降低50%,现已广泛应用于石油化工、航空航天、电子、原子能和机械等领域。目前板翅式换热器的制造材料主要使用铝合金,因此存在耐腐蚀性差、承压低等缺点。另外,板翅式换热器结构比较复杂,人工进行热力设计困难,特别是有相变、多股流体换热的情况,用手工进行精确热力设计计算几乎不可能。为了进一步拓宽其应用范围,近年来板翅式换热器的设计理论、试验研究、制造工艺及开拓应用的研究方兴未艾[1],特别是一些新技术的渗透,使板翅式换热器的应用范围更加广泛,下面将 收稿日期:2001-09-22 基金项目:江苏省教委自然科学研究项目(99K JB460005) 作者简介:凌 祥(1967-),男(汉族),江苏东台人,副教授,主要从事过程装备先进再制造技术、新型高效过程设备和计算机辅助工程(CA E)的研究与开发。
铝制板翅式热交换器
名称:（铝制）板翅式换热器或铝制板翅式热交换器（NB/T47006-2009) 作用：为冷、热流体的换热提供场所。常用于空分装置中，现在也多用于液化装置等其他场合。 翅片增强传热：1、增加扰动2、二次表面积（可占90%） 板翅式换热器的制造工艺有如下几种：非焊接的粘接、有溶剂的盐浴钎焊、无溶剂的真空钎焊和气体保护钎焊。 板翅式换热器特点总结 真空铝钎焊机理 ●真空铝钎焊技术是采用比铝材熔点低的铝合金作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料 熔点，但低于母材熔化温度，液态钎料靠毛细管浸润作用在两工件间微小间隙填充，与母材相互扩散实现被焊工件连接的一种方法。 ●真空钎焊的优点： ●①加热温度低，因此基体金属的物理化学性能不发生影响或影响很小 ●②可将复杂零件的千万条焊缝一次焊成 ●③零件变形小，容易保证组合件的尺寸 ●④真空环境下加热有利于去除工件表面的油脂及氧化膜，焊后零件表面光亮度高●⑤无需钎剂，焊后无需清洗 ●⑥钎焊和淬火（或某些热处理）可同时进行 铝合金钎焊工艺的特点和难点 ●由于铝合金具有独特的物理化学性能，在钎焊过程中会产生一系列困难和特点： ●铝的化学性能较活泼，与氧的亲和力很强。常温空气中，铝与氧结合会生成致密的 AL2O3薄膜，厚度可达0.1μm。该氧化膜非常致密，其熔点也高达2050℃，远远超过了铝合金的熔化温度；同时，它还会阻碍金属之间的良好结合，易形成夹渣和气孔，因此铝合金的焊前处理和在加热状态下防止或减少氧化膜的形成非常重要。所以在钎焊过程重尤其在钎料熔化的工艺段保持炉内较高的真空度，以及采取工艺措施在钎焊过程中减少氧化膜的形成或去除氧化膜就非常必要。
换热器分类
换热器分类 夹套式换热器 结构如图所示。夹套空间是加热介质和 冷却介质的通路。这种换热器主要用于 反应过程的加热或冷却。当用蒸汽进行 加热时，蒸汽上部接管进入夹套，冷 凝水由下部接管流出作为冷却器时，冷 却介质（如冷却水）由夹套下部接管进 入，由上部接管流出。 夹套式换热器结构简单，但由于其加热 面受容器壁面限制，传热面较小，且传 热系数不高。 二.喷淋式换热器喷淋式换热器的结构 与操作如下图所示。这种换热器多用作 冷却器。热流体在管内自下而上流动， 冷水由最上面的淋水管流 出，均匀地分布在蛇管 上，并沿其表面呈膜状自 上而下流下，最后流入水 槽排出。喷淋式换热器常 置于室外空气流通处。冷 却水在空气中汽化亦可带 走部分热量，增强冷却效 果。其优点是便于检修， 传热
效果较好。缺点是喷淋不 易均 .套管式换热 器
套管式换热器的基本部件由 直径不同的直管按同轴线相 套组合而成。内管用180 暗 幕 * Сざ任?～ 6m。若管子太长，管中间会 向下弯曲，使环隙中的流体分布不均匀 套管换热器的优点是构造简单，内管能耐高压，传热面积可根据需要增减，适当选择两管的管径，两流体皆可获得适宜的流速，且两流体可作严格逆流。其缺点是管间接头较多，接头处易泄漏，单位换热器体积具有的传热面积较小。故适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合。 四.管壳式换热器 1.固定管板式结构如图所示。管子两端与管板的连接方式可用焊接法或胀接法固定。壳体则同管板焊接。从而管束、管板与壳体成为一个不可拆的整体。这就是固定 管板式名称的由来
折流板主要是圆缺形与盘环形两 种，其结构如图所示。 操作时，管壁温度是由管程与壳程 流体共同控制的，而壳壁温度只与 壳程流体有关，与管程流体无关。 管壁与壳壁温度不同，二者线膨胀 不同，又因整体是固定结构，必产 生热应力。热应力大时可能使管子 压弯或把管子从管板处拉脱。所 以当热、冷流体间温差超过50℃时应有减小热应力的措施，称“热补偿”。 固定管板式列管换热 器常用“膨胀节” 结构进行热补偿。图 所示的为具有膨胀 节的固定管板式换 热器，即在壳体上焊 接一个横断面带圆弧 型的钢环。该膨胀节 在受到换热器轴向 体伸缩，从而减小热应力。但这种补偿方式仍不适用于热、冷流体 温差较大 大于70℃）的场合，且因膨胀节是承压薄弱处，壳程流体压强不宜超过6at 。 管式列管换热 器
中高压板翅式换热器的设计与开发
职称论文 题目：中高压板翅式换热器的设计与开发单位：XXXXXXXXXXX 姓名：XXX 二零一五年六月
中高压板翅式换热器的设计与开发 XXX （X X X X X X X X X） 【论文摘要】本文提出了低、中、高压板翅式换热器分类意见，介绍了中高压板翅式换热器设计特点，阐述了采用真空钎焊制造中、高压板翅式换热器工艺的特殊措施。并以低压板式换热器制造成功实践说明采用特殊工艺措施是正确的、可行的。同时介绍了中高压换热器的应用前景。 关键词：中高压板翅式换热器真空钎焊翅片封条流道空分装夹 一、板翅式换热器的发展现状 随着空分技术和机械行业的不断发展，板翅式换热器的应用也越来越广泛，要求板翅式换热器的设计压力也越来越高。尤其进入20世纪80年代以来，随着我国内地和沿海油田的不断开发和石油化工行业的快速发展，承受中、高压的板翅式换热器应用日趋广泛，由于国内无法制造中、高压力的板翅式换热器，当时我国用于大型空分设备和石油化工设备中的中、高压板翅式换热器全部依赖进口。 板翅式换热器根据设计压力不同分为低压（3.0MPa以下），中压（3.0-6.4MPa）和高压（6.4-9.6MPa）。低压板翅式换热器大多用于空分设备。中、高压板翅式换热器用于空分液化设备，天燃气液化及分离设备，石油、天燃气化工设备及乙烯冷箱。近年来随着真空钎焊技术的发展，相关的工艺也相对成熟起来，我公司又有多年低压板翅式换热器的设计和生产的成功经验，为开发中、高压板翅式换热器奠定了物质技术基础。我公司生产的常规的板翅式换热器均能达到3.0Mpa以上的压力，且产品的使用状况良好。
二、高压板翅式换热器整体结构 高压板翅式换热器芯体由隔板、翅片和封条3部分组成。在相邻两隔板之间放置翅片及封条，组成一夹层，称之为通道。对于高压板翅式换热器，由于承受的压力较高，隔板与翅片、封条的钎焊要求也比较高，隔板的复合层要比低压换热器隔板的复合层厚，封条的宽度也需相应增加。由于板翅式换热器芯体结构复杂，钎焊缝的检查受到结构限制，不可能进行无损检测和其他检查，也无法做强度核算，所以只能通过试样的爆破试验来确定产品的耐压强度。按ASME规范规定，试样的爆破试验压力应是最大许用工作应力的3～5倍，且以翅片母材拉伸断裂为合格标准。对于高压板翅式换热器，其翅片的最大许用工作压力相应提高。为了达到这一要求，应选择性能较好的翅片材料，同时增加翅片的厚度。我公司现有翅片型式有锯齿型、平直型和波纹型。在中高压板翅式换热器翅片的选用时，应尽量避免采用锯齿型翅片。因为锯齿型翅片是切开的，削弱了承压能力，同时小节距厚翅片的锯齿型很难生产制造。选用翅片规格的原则是压力越高节距越小，当节距小到工艺无法生产时，再用增加翅片厚度（节距放大）来满足设计压力的要求，即小节距厚翅片。我公司常用的中压翅片特性参数见下表1： 表1
铝制板翅式热交换器使用注意事项
附录J （资料性附录） 热交换器使用注意事项 J.1 热交换器的热应力 J.1.1 总述 制造厂应根据预定设计压力来设计每台热交换器，并给买方提供现场可以施加在热交换器上的允许外加负荷的详细说明。热交换器应能适应它在工作时出现的所有负荷，包括压力负荷、外加负荷（即管路施加的力和力矩）和热致载荷产生的应力。 在标准和非标准使用工况时，为使总的综合应力维持在允许极限内，本附录推荐一些方法，在使用热交换器时采取一些措施。 J.1.2 失效机理 J.1.2.1 热交换器的各部件是以各方向紧密刚性相互连接的，因此，在热交换器各部件内和部件间产生的局部金属温差会引起这些部件很大的热应力。 J.1.2.2 局部金属温差是因这些部件或部分部件随热量的输入（变化）以不同速度变热或冷却而引起的。部件内或部件间会产生瞬间膨胀或收缩，而焊接连接限制了构件因热而产生的移动，导致部件内的热应力。如果局部金属温差大，则热应力和其他外部负荷应力就会超过材料的屈服应力，并有可能超过材料的强度极限应力。 J.1.2.3 热交换器相邻部件间的温差，由于下述原因有可能产生明显的热应力：a）连续不稳定工况：如流量波动大，沸腾通道中流量不稳定，设备控制系统配备不适当等； b）瞬变工况：如起动、停车、设备干扰、解冻、冷却和加温等。 J.1.2.3.1 连续的不稳定工况会产生超过屈服强度的循环应力，并会因疲劳可能产生失效后果。 J.1.2.3.2 瞬间变化工况时，如果综合应力超过材料的极限拉伸强度，部件就可能会出故障。 J.1.3 减少部件在使用时损坏或出故障的建议 a）制造商应把压力和外加负荷限制在允许限度范围内； b）正如和其他任何热交换器一样，使用时也须使热交换器慢慢地进入使用工况或解冻工况，以避免过大热应力。尤其当导入热容量很大且传热迅速的液体或二相流时，这点非常重要，因此建议采用的起动速度、停车速度、冷却速度、加温解冻速度等要求可参见本标准第8章； c）把热交换器任何地方两相邻通道间的温差限制在第3章中推荐的温差范围内（或制造商推荐的温差范围内）。第3章中推荐的温差范围热交换器都通用。如需制造商提供专用热交换器，制造厂可提供其他温差范围； d）应特别注意的是对那些在热交换器内工质需完全蒸发的用法。蒸发到完全干燥的程度会产生很大温差，同时会引起流量的不稳定性。因此，应严格遵守制造厂对那些完全蒸发的热交换器所建议的允许温差，工艺设备的设计应确保流量的稳定； e）设计和操作工艺设备以及与热交换器连接的管道，都要防止流量偏差和不稳定（例如进入热交换器的液体出现间断性滞流等），这对沸腾流来说非常重要；
5 板翅式管翅式油冷器技术改造项目竣工验收报告
51 板翅式管翅式油冷器技术改造项目竣工验收 报告 浙江银轮机械股份有限公司发文拟稿单 xx年3月1日领导签批核稿拟稿审阅会签主题词板翅式.管翅式机油冷却器技术改造竣工验收报告主送天台县经贸局抄送打字校对份数密级编码浙银机（xx）51号备注标题：板翅式.管翅式机油冷却器技术改造项目竣工验收报告天台县经贸局：我公司板翅式.管翅式机油冷却器技术改造项目经台州市计划与经济委员会台计经[2001]310号文件批准实施，项目实施情况如下：1.固定资产投资：主要完成连续式气体保护焊炉一台，板翅式油冷器生产线一条，真空钎焊炉5台，管翅式冷却器生产线一条，压力机8台，自动焊接机6台，氩弧焊机3台，高精度线切割机床1台，改造生产车间2800平方米。 2.生产能力及经济效益：可以达到设计生产能力，我公司2002年1-5月份主要经济指标：销售874 3.5万元，税金758.9万元，利润809.3万元。 3.银行贷款：该项目总投资2100万元，银行贷款1500万元全部到位。 4.项目完成时间：该项目实际开始执行时间2001年3月，2002年5月全部竣工。
请天台县经贸局对该项目进行验收。 浙江银轮机械股份有限公司2002年5月22日浙银机（2002）51号板翅式.管翅式机油冷却器技术改造项目竣工验收报告天台县经贸局：我公司板翅式.管翅式机油冷却器技术改造项目经台州市计划与经济委员会台计经[2001]310号文件批准实施，项目实施情况如下：1.固定资产投资：主要完成连续式气体保护焊炉一台，板翅式油冷器生产线一条，真空钎焊炉5台，管翅式冷却器生产线一条，压力机8台，自动焊接机6台，氩弧焊机3台，高精度线切割机床1台，改造生产车间2800平方米。 2.生产能力及经济效益：可以达到设计生产能力，我公司2002年1-5月份主要经济指标：销售874 3.5万元，税金758.9万元，利润809.3万元。 3.银行贷款：该项目总投资2100万元，银行贷款1500万元全部到位。 4.项目完成时间：该项目实际开始执行时间2001年3月，2002年5月全部竣工。 请天台县经贸局对该项目进行验收。 浙江银轮机械股份有限公司2002年5月22日
中国换热器产业现状及发展趋势_黄庆军
第1期 中国换热器产业现状及发展趋势 黄庆军1 任俊超1 苏是2 黄蕾2 (1.四平市换热器协会， 吉林 四平 136000) (2.太原科技大学机电学院， 山西 太原 030024) [摘 要] 分析了国内换热器的市场规模、竞争格局、产业布局以及外资企业在华投资布局，介绍了国内换热器的技术现状和差距，预测了今后的产业发展趋势。 [关键词] 换热器；现状；发展趋势 1 市场规模分析 2008年，中国换热器产业市场规模在360亿元左右，主要集中在石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供热、制冷空调、机械、食品、制药等领域。其中，石油化工领域仍然是换热器产业最大的市场，其市场规模在100亿元以上；电力冶金领域换热器市场规模在60亿元左右；船舶工业换热器市场规模在30亿元以上；机械工业换热器市场规模约为30亿元；集中供热行业换热器市场规模超过25亿元。 2 市场竞争格局 按照产品类型的不同，我国换热器产业市场竞争主要集中在以下四大产品领域。 板式换热器领域，国内外企业竞争激烈，大量外资企业已经完成在中国的布局。其中，四平巨元瀚洋、兰石换热设备公司、四平维克斯是我国板式换热器领域内资企业中的龙头企业，其板式换热器年产值都在2亿元以上。外资企业主要包括阿法拉伐（江阴）、舒瑞普（北京、苏州）、APV（上海、北京）、丹佛斯（天津）、传特（北京）、桑德克斯（上海、宁波）、风凯（常州）等企业，世界著名的板式换热器企业大都已经进入中国市场。此外，沈阳太宇、蓝科高新（原兰石所）、上海艾克森、湖北登峰、山东北辰、佛山澜石、上海南华等企业也是我国重要的板式换热器企业。 管壳式换热器领域，我国生产企业众多，且规模都较小。其中，抚顺机械设备制造有限公司、兰石集团炼化设备公司、中石化南京化工机械是我国内资管壳式换热器的龙头企业，其管壳式换热器年产值都在2亿元以上；江苏中圣集团、无锡化工装备总厂、宝钛集团南京宝色股份、西安核设备制造厂（原国营524厂）、合肥通用特种材料设备有限公司是我国特种材料换热器领域的重要企业，其特种材料管壳式换热器年产值都在1.5亿元以上；中石化镇海石化建安工程有限公司、中石化北京燕化、中石化茂名重力石化机械制造有限公司等企业依托母公司中石化的市场优势，也形成了一定的换热器生产规模，年产值在1～2亿元左右；此外，张家港化工机械、大连金重公司、湖北长江石化设备公司、大连东方亿鹏、合肥通用特种材料设备有限公司、西安大秦化工机械（原西安化工机械厂）、林德工程（大连）、天津国际机械（原天津市换热装备总厂）、大连东方亿鹏等企业也是国内管壳式换热器的主要生产企业，管壳式换热器的年产值都在1亿元以上。相对而言，管壳式换热器外资企业在华布点不多，比较知名的有日本森松（上海）、林德工程（大连）、美国艾普尔（苏州）、德国风凯（常州），这主要缘于我国石油化工领域换热器企业众多，生产能力较强，国外企业进入中国市场较为困难。 空冷式换热器领域，哈空调是我国最大的空冷式换热器生产企业。此外，江苏双良股份、国电集团北京龙源冷却技术有限公司、四川简阳空冷器、蓝科高新（原兰石所）、兰州兰石集团长征机械、西安大秦化工机械（原西安化工机械厂）、湖北长江石化设备、江阴电力设备冷却器公司等企业也具有一定的竞争力。外资企业中，基伊埃（芜湖、廊坊）、斯必克（张家口）在空冷式换热器领域具有较强的竞争力。 板翅式换热器领域，杭州杭氧股份和开封空分集团是我国石油化工领域著名的板翅式换热器企业，浙江银轮股份、贵州永红航空机械、无锡马山 作者简介：黄庆军（1967—），男，1992年毕业于燕山大学，硕士研究生学历，高级工程师。主要从事换热器行业分析及产品研究。
板翅式换热器及FLUENT软件的初步认识
前期报告 1.选题的目的和意义： 板翅式换热器由于其体积小、重量轻、效率高、结构紧凑等优点，在石油化工、航空航天、电子、原子能、机械和空调等领域得到了越来越广泛的应用。波纹翅片作为板翅式热交换器的一种常见翅片类型，研究其传热和流动特性对板翅式热交换器的设计具有指导作用，也对以后的工程计算有很大的帮助作用。 2．传热，流动及防结垢研究 关于传热，流动及防结垢的研究涉及范围宽广的许多问题。其最终目的有二：一是强化传热并尽量减少流动阻力，二是为更精确的设计计算提供理论基础和方法．强化传热同时避免过大的流动阻力的主要途径有两个方面，一方面开发出新的更高效的传热表面，另一方面更合理地选择有关参数和更合理地设计流体分配结构，使流动在流道中得以更均匀地分配。 1．2板翅换热器翅片的类型、特点及应用场合 1．2．1翅片类型 板翅换热器的传热面由平板和翅片表面组成，平板部分的传热面叫一次传热面，由翅片组成的叫二次传热面。二次传热面积占总传热面积的绝大部分，一般达70～90％。 (1)平直翅片：它是最基本的一种翅片，由金属薄片制成的一种最简单的翅片形式。其特点是有很长的带光滑壁的长方形翅片，其传热特性和流体流动特性与流体在长的圆形管道中的传热和流动特性
相似。翅片的主要作用是扩大传热面，而对于促进流体湍动的作用很小，但流道长度对传热效果有明显的影响。． (2)锯齿形翅片：结构特点是流体的流道被冲制成凹凸不平，其目的是增加流体湍动程度，并破坏传热边界层，从而强化传热过程使传热效率提高。 (3)多孔翅片：它是在平直翅片上冲出许多孔洞而成的．由于翅片上这些孔使传热边界层不断被破坏，不仅能提前向湍流过渡，而且能明显地增强过渡区和湍流区的传热，但在高雷诺数范围会出现噪音和振动． (4)波纹翅片：肋片纵向里波纹(或人字)状，可使流体的流向不断改变以促进湍流形成，弯曲处边界层可有微小破裂．流体在通道中流动时，由于不断改变流向而产生二次流及边界层分离而使传热效果得以增强。波纹越密，波幅越大，其增强效果也越大。 (5)错位翅片：在沿流体流动方向看是间断的而且是错位排列的。从传热和流动的角度来看，可以认为是由一系列相错排列的短的平直翅片组成的。传热系数高的主要原因是因为流体在流动中，其边界层在一个翅片段上还未及充分发展就被下一个错位的翅片段破坏了．从2整个流道长度来看，可以认为传热和流动都始终处于发展段． (6)百叶窗式翅片：其特点是翅片上冲有等距离的百叶窗式的栅格，向流道内凸出，其目的是破坏熟边界层，从而强化传热过程．在翅片尺寸相同条件下，栅格愈多传热效果愈好，但阻力亦愈大。1．2．2板翅换热器的优缺点
51板翅式管翅式油冷器技术改造项目竣工验收报告
浙江银轮机械股份有限公司发文拟稿单 2020年7月29日 标题：板翅式、管翅式机油冷却器技术改造项目竣工验收报告 天台县经贸局： 我公司板翅式、管翅式机油冷却器技术改造项目经台州市计划与经济委 员会台计经[2001]310号文件批准实施，项目实施情况如下： 1、固定资产投资：主要完成连续式气体保护焊炉一台，板翅式油冷器生 产线一条，真空钎焊炉5台，管翅式冷却器生产线一条，压力机8台，自动焊接机6台，氩弧焊机3台，高精度线切割机床1台，改造生产车间2800 平方米。 2、生产能力及经济效益：可以达到设计生产能力，我公司2002年1-5
月份主要经济指标：销售8743.5万元，税金758.9万元，利润809.3万元。 3、银行贷款：该项目总投资2100万元，银行贷款1500万元全部到位。 4、项目完成时间：该项目实际开始执行时间2001年3月，2002年5月全部竣工。 请天台县经贸局对该项目进行验收。 浙江银轮机械股份有限公司 2002年5月22日 mm 浙银机（2002）51号 -----------------------------------★— 板翅式、管翅式机油冷却器技术改造项目竣工验收报告天台县 经贸局： 我公司板翅式、管翅式机油冷却器技术改造项目经台州市计划与经济委员会台计 经[2001]310 号文件批准实施，项目实施情况如下： 1、固定资产投资：主要完成连续式气体保护焊炉一台，板翅式油冷器生产线一
条，真空钎焊炉5 台，管翅式冷却器生产线一条，压力机8 台，自动焊接机6 台，氩弧焊机3 台，高精度线切割机床1 台，改造生产车间2800 平方米。 2 、生产能力及经济效益：可以达到设计生产能力，我公司2002 年1-5 月份主要经济指标：销售8743.5 万元，税金758.9 万元，利润809. 3 万元。 3 、银行贷款：该项目总投资2100 万元，银行贷款1500 万元全部到位。 4、项目完成时间：该项目实际开始执行时间2001 年3 月，2002 年5 月全部竣工。 请天台县经贸局对该项目进行验收。 浙江银轮机械股份有限公司 2002 年5 月22 日
翅片结构及尺寸
1、以空-空中冷器换热单元为原型，建立如图1所示的换热单元仿真物理模型，一层热通道，上下各一层冷通道，各层的结构尺寸相同，均为50mm*50mm*5mm。其中冷热侧的出入口处均做适当延长以减少边界条件对计算结果的影响。中间热侧通道布置有波纹形紊流片，上下冷侧通道没有翅片。翅片结构尺寸如图2所示，b, a, h分别为翅片的扭幅、节距和翅片高度，单位均为mm，共15个波峰通道，由于翅片和冷热通道之间的隔板的厚度分别为为0.15毫米、0.2毫米，导热热阻很小，所以流动计算过程中忽略其厚度。表1为所有仿真用翅片的尺寸参数。 换热单元物理模型 图2热侧紊流片结构示意图 表1 仿真用不同翅片的尺寸参数（均为波纹形式） Tab.2.1 Size parameters of fins used for simulation
2、机油换热器 对于车用发动机，机油温度过高或太低，都会严重影响车辆的稳定可靠运行，因此，机油冷却器是保证机油正常工作必不可少的车用换热器。目前水冷车用机油冷却器比较普遍，通常采用紧凑板翅结构，机油侧和水侧流道内均布置翅片以提高性能并改善强度。翅片形式及几何参数对换热器性能影响巨大，研究翅片参数对油冷器性能影响的灵敏度分析是设计紧凑、高效油冷器的关键。 研究对象原型是结构如图3所示的机油冷却器，四个机油通道与三个冷却水通道间隔布置，各通道内部均布置有结构尺寸相同的错位锯齿翅片,翅片结构如图3（b）所示。（你毕业设计只建立一层油一层水即可） （a）（b） 图3 机油冷却器以及流道内翅片结构示意图 以空-空中冷器换热单元为原型，建立如图2.1所示的换热单元仿真物理模型，一层热通道，上下各一层冷通道，各层的结构尺寸相同，均为50mm*50mm*5mm。
板翅式换热器
英文名称：plate-fin heat exchanger传热元件由板和翅片组成的换热器。 编辑本段特点： （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；同时由于隔板、翅片很薄，具有高导热性，所以使得板翅式换热器可以达到很高的效率。 （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到1000㎡/m3。 （３）轻巧，原因为紧凑且多为铝合金制造，现在钢制，铜制，复合材料等的也已经批量生产。 （４）适应性强，板翅式换热器可适用于：气－气、气－液、液－液、各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热。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、串并联的组合可以满足大型设备的换热需要。工业上可以定型、批量生产以降低成本，通过积木式组合扩大互换性。 （５）制造工艺要求严格，工艺过程复杂。 （６）容易堵塞，不耐腐蚀，清洗检修很困难，故只能用于换热介质干净、无腐蚀、不易结垢、不易沉积、不易堵塞的场合。 编辑本段结构： 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。 编辑本段制造工艺： 板翅式换热器的制造工艺有如下几种：非焊接的粘接、有溶剂的盐浴钎焊、无溶剂的真空钎焊和气体保护钎焊。 编辑本段应用： 用于空分设备的换热器； 石油化工的乙烯装置、合成氨装置、天然气液化与分离等装置中； 用于深低温的氢、氦、制冷、液化设备中；