板翅式換熱器設計Plate-finHeatExchanger板翅式換熱器設計Plate-finHeatExchang章節的主要內容一、緒論二、板翅式換熱器的應用三、板翅式換熱器的結構四、板翅式換熱器的制造流程五、板翅式換熱器的測試方法六、換熱器的設計計算章節的主要內容一、緒論§一、
緒論1發展概述
二十世紀三十年代，英國的馬爾斯頓·艾克歇爾瑟（MarstonExcelsior）公司**開發出銅及銅合金制板翅式換熱器，并將其用作航空發動機散熱器。此后，各種金屬材料的板翅式換熱器相繼出現在工程應用中，唯以鋁合金材料為主。我國是從60年代初期開始試制的。首先用于空分制氧，制成了**套板翅式空分設備。近幾年來，在產品結構、翅片規格、生產工藝和設計、科研方面都有較大發展，應用范圍也日趨廣泛。§一、緒論1發展概述二十世紀三十年代，英2優缺點－優點
傳熱效率高，溫度控制性好
翅片的特殊結構，使流體形成強烈湍流，從而有效降低熱阻，提高傳熱效率。其傳熱系數也比列管式換熱器高5-10倍。傳熱效率與功耗比低，可**控制介質溫度。
結構緊湊
傳熱面積密度可高達m2/m3，一般為管殼式換熱器的6-10倍，*大可達幾十倍。
輕巧，經濟性好
翅片很薄，而結構很緊湊、體積小、又可用鋁合金制造，因而重量很輕(可比管殼式換熱器降低80%)，故成本低。2優缺點－優點傳熱效率高，溫度控制性好翅片的特殊
可靠性高
全釬焊結構，杜絕了泄漏可能性。同時，翅片兼具傳熱面和支撐作用，故強度高。
靈活性及適應性大：
1）兩側的傳熱面積密度可以相差一個數量級以上，以適應兩側介質傳熱的差異，改善傳熱表面利用率；
2）可以組織多股流體換熱(可達12股，這意味著工程、隔熱、支撐和運輸的成本消耗降低)，每股流的流道數和流道長都可不同；
3）*外側可布置空流道（絕熱流道），從而*大限度地減少整個換熱器與周圍環境的熱交換。可靠性高全釬焊結構，杜絕了泄漏可能性。同時，翅片兼具2優缺點－缺點
流道狹小，容易引起堵塞而增大壓降；當換熱器結垢以后，清洗比較困難，因此要求介質比較干凈。
鋁板翅式換熱器的隔板和翅片都很薄，要求介質對鋁不腐蝕，若腐蝕而造成內部串漏，則很難修補。
板翅式換熱器的設計公式較為復雜，通道設計十分困難，不利于手工計算；這也是限制板翅式換熱器應用的主要原因。2優缺點－缺點流道狹小，容易引起堵塞而增大壓降；當換熱器二、
板翅式換熱器應用空氣分離裝置可逆式換熱器，冷凝蒸發器，液化器，液氮和液態空氣過冷器；石油化工在天然氣的液化、分離裝置，及合成氨工業中逐步獲得應用；動力機械內燃機車散熱器，汽車散熱器、挖掘機循環油冷卻器和壓縮機空冷器、油冷器，動力傳動液壓系統油散熱器原子能和國防工業氫液化器和氮液化器。二、板翅式換熱器應用空氣分離裝置可逆式換熱器，冷凝機車水冷式中冷器風冷式換熱器壓縮機風冷式油、氣換熱器機車水冷式中冷器風冷式換熱器壓縮機風冷式油、氣換熱器風冷式氣冷卻器工程機械風冷式油換熱器液壓傳動液壓油冷卻器風冷式氣冷卻器工程機械風冷式油換熱器液壓傳動液壓油冷卻器空分主換熱器機車風冷式油換熱器冷凝蒸發器空分主換熱器機車風冷式油換熱器冷凝蒸發器水冷式中冷器水冷式中冷器無油機換熱器中冷器無油機換熱器中冷器真空泵用油冷卻器真空泵用油冷卻器冷干機冷干機冷干機冷干機電廠用風冷卻器電廠用風冷卻器§3-2板翅式換熱器的結構
板翅式換熱器由芯體、封頭、接管和支座組成。
熱交換由芯體完成，因此*關鍵的部件是芯體。芯體由翅片、隔板、封條和導流片組成。1基本結構§3-2板翅式換熱器的結構板翅式換熱器由芯體、封板翅式換熱器結構圖板翅式換熱器結構圖2翅片作用及類型
翅片是板翅式換熱器*基本的元件，傳熱主要是依靠翅片來完成，一部分直接由隔板來完成。（1）作用（2）類型
翅片有鋸齒形、平直形、多孔形等多種結構型式，可根據不同的操作條件來選擇合適的翅片型式；翅片的擴展面和翅片對流體的擾流能力決定了熱交換能力；因此板翅式換熱器具有結構緊湊、輕巧及傳熱效率高等特點。
而翅片傳熱不像隔板是直接傳熱，故翅片有“二次表面”之稱。
翅片除承擔主要的傳熱任務外，還起著兩隔板間的加強作用。2翅片作用及類型翅片是板翅式換熱器*基本的元件，傳平直翅片特點是有很長的帶光滑壁的長方型翅片，傳熱與流動特性類似于流體在長圓型管道中的流動。鋸齒翅片特點是流體的流道被沖制成凹凸不平，從而增加流體的湍流程度，強化傳熱過程，故被稱為“高效能翅片”。平直翅片特點是有很長的帶光滑壁的長方型翅片，傳熱與流動特性類多孔翅片是在平直翅片上沖出許多孔洞而成的，常放置于進出口分配段和流體有相變的地方。波紋翅片是在平直翅片上壓成一定的波紋，促進流體的湍動，波紋愈密，波幅愈大，其傳熱性能愈好。多孔翅片是在平直翅片上沖出許多孔洞而成的，常放置于進出口分配百葉窗式翅片又稱鱗片式翅片或切斷式翅片，其特點是翅片上沖有等距離的百葉窗式的柵格，向內流道凸出，起到強化傳熱的作用。
板翅式換熱器有釬焊式和擴散焊兩種基本結合型式。大多數熱交換工況采用的是真空釬焊的鋁制板翅式換熱器，對于腐蝕性較高的介質，有真空釬焊的不銹鋼板翅式換熱器和鈦板翅式換熱器。百葉窗式翅片又稱鱗片式翅片或切斷式翅片，其特點是翅片上沖有等（3）代號各翅片均采用我國漢語拼音符號和數字統一表示：例：PZ平直翅片DK多孔翅片BY百葉窗翅片
JC鋸齒翅片BW波紋翅片例：65PZ4203
表示:翅高6.5mm
平直翅片節距（或翅片間距）4.2mm，厚度0.3mm
（3）代號各翅片均采用我國漢語拼音符號和數字統一表示：3流動形式
通道以不同方式的疊置和排列可形成不同的流動形式錯流逆流錯逆流3流動形式通道以不同方式的疊置和排列可形成§板翅式換熱器的制造工藝
鋁制板翅式換熱器的整個制造過程都要求有極高的技術水平，嚴格的質量控制和檢測措施。制造過程包括零件準備、板束組裝、釬焊和封頭接管氬弧焊接等工序。工藝過程如下圖所示。§板翅式換熱器的制造工藝鋁制板翅式換熱器的整個生產流程Flow(1)
生產流程Flow(1)
生產流程Flow(2)
生產流程Flow(2)
生產流程Flow(3)
生產流程Flow(3)
生產設備Equipment
**的真空釬焊設備生產設備Equipment**的真空生產設備Equipment
翅片沖壓ExtrudeFin剪板CutPlate生產設備Equipment翅片沖壓Extrude生產設備Equipment數控加工自動焊機生產設備Equipment數控加工自動焊機清洗（washing）清洗（washing）裝配、焊接、檢驗Assembly、Welding、Test裝配、焊接、檢驗Assembly、W§板翅式換熱器的測試水壓試驗氣密性試驗爆破試驗壓力脈沖試驗冷熱交變試驗風洞試驗§板翅式換熱器的測試水壓試驗氣密性試驗爆破試驗壓力脈沖試驗測試試驗---氣密性試驗測試試驗---氣密性試驗測試設備---氦氣檢漏儀氦氣檢漏儀
Heliumleaktest測試設備---氦氣檢漏儀氦氣檢漏儀測試設備---爆破試驗臺測試設備---爆破試驗臺WUXIJIALONGHEATEXCHANGERSTOCKCOMPANYLTD冷熱沖擊試驗臺ThermoshocktestAdaptabilityTest測試設備---冷熱沖擊試驗臺WUXIJIALONGHEATE脈沖試驗臺PulsationtestFatigueLifeTest0~3HZ,0-50bar測試設備---脈沖試驗臺脈沖試驗臺FatigueLifeTest測試設備---脈風洞試驗WindtunneltestPerformanceTest測試設備---風洞試驗風洞試驗測試設備---風洞試驗§板翅式換熱器的計算換熱器的計算分二種情況：1.設計計算：設計一個新的換熱器，以確定所需的換熱面積。客戶提供的要求越細，反復修改的次數會越少，所設計的結果就會越接近客戶的要求。2.校核計算：對己有或己選定了換熱面積的換熱器，根據所提供的參數要求，核算它是否能滿足相應的參數要求。§板翅式換熱器的計算換熱器的計算分二種情況：設計計算例子設計計算例子校核計算例子校核計算例子客戶需要提供的參數如下表：客戶需要提供的參數如下表：提供客戶計算書的格式提供客戶計算書的格式板翅式換熱器的設計課件板翅式換熱器的設計課件Thankyou!Thankyou!板翅式換熱器設計Plate-finHeatExchanger板翅式換熱器設計Plate-finHeatExchang章節的主要內容一、緒論二、板翅式換熱器的應用三、板翅式換熱器的結構四、板翅式換熱器的制造流程五、板翅式換熱器的測試方法六、換熱器的設計計算章節的主要內容一、緒論§一、
緒論1發展概述
二十世紀三十年代，英國的馬爾斯頓·艾克歇爾瑟（MarstonExcelsior）公司**開發出銅及銅合金制板翅式換熱器，并將其用作航空發動機散熱器。此后，各種金屬材料的板翅式換熱器相繼出現在工程應用中，唯以鋁合金材料為主。我國是從60年代初期開始試制的。首先用于空分制氧，制成了**套板翅式空分設備。近幾年來，在產品結構、翅片規格、生產工藝和設計、科研方面都有較大發展，應用范圍也日趨廣泛。§一、緒論1發展概述二十世紀三十年代，英2優缺點－優點
傳熱效率高，溫度控制性好
翅片的特殊結構，使流體形成強烈湍流，從而有效降低熱阻，提高傳熱效率。其傳熱系數也比列管式換熱器高5-10倍。傳熱效率與功耗比低，可**控制介質溫度。
結構緊湊
傳熱面積密度可高達m2/m3，一般為管殼式換熱器的6-10倍，*大可達幾十倍。
輕巧，經濟性好
翅片很薄，而結構很緊湊、體積小、又可用鋁合金制造，因而重量很輕(可比管殼式換熱器降低80%)，故成本低。2優缺點－優點傳熱效率高，溫度控制性好翅片的特殊
可靠性高
全釬焊結構，杜絕了泄漏可能性。同時，翅片兼具傳熱面和支撐作用，故強度高。
靈活性及適應性大：
1）兩側的傳熱面積密度可以相差一個數量級以上，以適應兩側介質傳熱的差異，改善傳熱表面利用率；
2）可以組織多股流體換熱(可達12股，這意味著工程、隔熱、支撐和運輸的成本消耗降低)，每股流的流道數和流道長都可不同；
3）*外側可布置空流道（絕熱流道），從而*大限度地減少整個換熱器與周圍環境的熱交換。可靠性高全釬焊結構，杜絕了泄漏可能性。同時，翅片兼具2優缺點－缺點
流道狹小，容易引起堵塞而增大壓降；當換熱器結垢以后，清洗比較困難，因此要求介質比較干凈。
鋁板翅式換熱器的隔板和翅片都很薄，要求介質對鋁不腐蝕，若腐蝕而造成內部串漏，則很難修補。
板翅式換熱器的設計公式較為復雜，通道設計十分困難，不利于手工計算；這也是限制板翅式換熱器應用的主要原因。2優缺點－缺點流道狹小，容易引起堵塞而增大壓降；當換熱器二、
板翅式換熱器應用空氣分離裝置可逆式換熱器，冷凝蒸發器，液化器，液氮和液態空氣過冷器；石油化工在天然氣的液化、分離裝置，及合成氨工業中逐步獲得應用；動力機械內燃機車散熱器，汽車散熱器、挖掘機循環油冷卻器和壓縮機空冷器、油冷器，動力傳動液壓系統油散熱器原子能和國防工業氫液化器和氮液化器。二、板翅式換熱器應用空氣分離裝置可逆式換熱器，冷凝機車水冷式中冷器風冷式換熱器壓縮機風冷式油、氣換熱器機車水冷式中冷器風冷式換熱器壓縮機風冷式油、氣換熱器風冷式氣冷卻器工程機械風冷式油換熱器液壓傳動液壓油冷卻器風冷式氣冷卻器工程機械風冷式油換熱器液壓傳動液壓油冷卻器空分主換熱器機車風冷式油換熱器冷凝蒸發器空分主換熱器機車風冷式油換熱器冷凝蒸發器水冷式中冷器水冷式中冷器無油機換熱器中冷器無油機換熱器中冷器真空泵用油冷卻器真空泵用油冷卻器冷干機冷干機冷干機冷干機電廠用風冷卻器電廠用風冷卻器§3-2板翅式換熱器的結構
板翅式換熱器由芯體、封頭、接管和支座組成。
熱交換由芯體完成，因此*關鍵的部件是芯體。芯體由翅片、隔板、封條和導流片組成。1基本結構§3-2板翅式換熱器的結構板翅式換熱器由芯體、封板翅式換熱器結構圖板翅式換熱器結構圖2翅片作用及類型
翅片是板翅式換熱器*基本的元件，傳熱主要是依靠翅片來完成，一部分直接由隔板來完成。（1）作用（2）類型
翅片有鋸齒形、平直形、多孔形等多種結構型式，可根據不同的操作條件來選擇合適的翅片型式；翅片的擴展面和翅片對流體的擾流能力決定了熱交換能力；因此板翅式換熱器具有結構緊湊、輕巧及傳熱效率高等特點。
而翅片傳熱不像隔板是直接傳熱，故翅片有“二次表面”之稱。
翅片除承擔主要的傳熱任務外，還起著兩隔板間的加強作用。2翅片作用及類型翅片是板翅式換熱器*基本的元件，傳平直翅片特點是有很長的帶光滑壁的長方型翅片，傳熱與流動特性類似于流體在長圓型管道中的流動。鋸齒翅片特點是流體的流道被沖制成凹凸不平，從而增加流體的湍流程度，強化傳熱過程，故被稱為“高效能翅片”。平直翅片特點是有很長的帶光滑壁的長方型翅片，傳熱與流動特性類多孔翅片是在平直翅片上沖出許多孔洞而成的，常放置于進出口分配段和流體有相變的地方。波紋翅片是在平直翅片上壓成一定的波紋，促進流體的湍動，波紋愈密，波幅愈大，其傳熱性能愈好。多孔翅片是在平直翅片上沖出許多孔洞而成的，常放置于進出口分配百葉窗式翅片又稱鱗片式翅片或切斷式翅片，其特點是翅片上沖有等距離的百葉窗式的柵格，向內流道凸出，起到強化傳熱的作用。
板翅式換熱器有釬焊式和擴散焊兩種基本結合型式。大多數熱交換工況采用的是真空釬焊的鋁制板翅式換熱器，對于腐蝕性較高的介質，有真空釬焊的不銹鋼板翅式換熱器和鈦板翅式換熱器。百葉窗式翅片又稱鱗片式翅片或切斷式翅片，其特點是翅片上沖有等（3）代號各翅片均采用我國漢語拼音符號和數字統一表示：例：PZ平直翅片DK多孔翅片BY百葉窗翅片
JC鋸齒翅片BW波紋翅片例：65PZ4203
表示:翅高6.5mm
平直翅片節距（或翅片間距）4.2mm，厚度0.3mm
（3）代號各翅片均采用我國漢語拼音符號和數字統一表示：3流動形式
通道以不同方式的疊置和排列可形成不同的流動形式錯流逆流錯逆流3流動形式通道以不同方式的疊置和排列可形成§板翅式換熱器的制造工藝
鋁制板翅式換熱器的整個制造過程都要求有極高的技術水平，嚴格的質量控制和檢測措施。制造過程包括零件準備、板束組裝、釬焊和封頭接管氬弧焊接等工序。工藝過程如下圖所示。§板翅式換熱器的制造工藝鋁制板翅式換熱器的整個生產流程Flow(1)
生產流程Flow(1)
生產流程Flow(2)
生產流程Flow(2)
生產流程Flow(3)
生產流程Flow(3)
生產設備Equipment
**的真空釬焊設備生產設備Equipment**的真空生產設備Equipment
翅片沖壓ExtrudeFin剪板CutPlate生產設備Equipment翅片沖壓Extrude生產設備Equipment數控加工自動焊機生產設備Equipment數控加工自動焊機清洗（washing）清洗（washing）裝配、焊接、檢驗Assembly
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