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板式換熱器的型式主要有框架式(可拆卸式)和釬焊式兩大類,板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。
釬焊板式換熱器基本結(jié)構(gòu)是由前后蓋板和中間的波紋通道板構(gòu)成。接頭可以根據(jù)具體市場和應用需要定制。在真空釬焊過程中,會在板片之間的每個接觸點處形成一個焊點。以下設計的換熱器包含2個獨立的循環(huán)。
板式換熱器具有以下較多優(yōu)點:容易改變換熱面積或流程組合;只要增加或減少幾張板,即可達到增加或減少換熱面積的目的;改變板片排列或更換幾張板片,即可達到所要求的流程組合,適應新的換熱工況,而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加。
在早期為了研究凹凸結(jié)構(gòu)對傳熱的影響狀況,Afanasyev 等人對凹坑板和平板進行了初步的傳熱和流動實驗研究,發(fā)現(xiàn)凹坑板在流動阻力增加不大的前提下,傳熱系數(shù)增長了30%~40%,這就初步驗證了凹坑板相比平板具有更好的傳熱和流動特性。陳歡對單、雙面蜂窩板進行了模擬研究,研究表明蜂窩板相比平板在阻力增加不大的情況下,綜合換熱性能更好,而且單、雙面蜂窩板對于板片內(nèi)部流體的流動傳熱規(guī)律具有一致性,流體流經(jīng)焊點時,相比其他平滑區(qū)域,焊點周圍的換熱系數(shù)更高,并且焊點前的換熱系數(shù)大于焊點后的換熱系數(shù);在焊點直徑過大時,擾動增強、流動阻力增大,綜合換熱性能降低,所以在一定范圍內(nèi)增大焊點直徑,綜合換熱性能隨之增大。這為以后凹凸板片板型的開發(fā)提供了借鑒依據(jù)。
對于凹凸板片換熱器,不同的鼓泡高度、鼓泡大小、焊點間距、焊點大小以及不同板片排列方式都會改變換熱器的整體換熱性能,不同板型的組合也會導致不同的換熱能力,因此板片結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化探究還要進一步深入。