Schimbătoarele de căldură cu aripioare sunt de obicei compuse din deflectoare, aripioare, etanșări și palete de ghidare. Aripioarele, paletele de ghidare și etanșările sunt plasate între două deflectoare adiacente pentru a forma un sandwich, numit canal. Astfel de sandvișuri sunt stivuite conform diferitelor modele de curgere a fluidului și lipite într-un întreg pentru a forma un pachet de plăci. Mănunchiul de plăci este miezul schimbătorului de căldură plăci cu aripioare.
Caracteristicile schimbătoarelor de căldură cu plăci cu aripioare
(1) Eficiență ridicată a transferului de căldură. Deoarece aripioarele perturbă fluidul, stratul limită este rupt în mod constant, deci are un coeficient mare de transfer de căldură. În același timp, deoarece pereții despărțitori și aripioarele sunt foarte subțiri și au o conductivitate termică ridicată, schimbătorul de căldură cu plăci cu aripioare poate atinge o eficiență foarte ridicată.
(2) Compact. Deoarece schimbătorul de căldură cu plăci are o suprafață secundară extinsă, suprafața sa specifică poate ajunge la 1000㎡/m3.
(3) Ușoare. Motivul este că este compact și este fabricat în mare parte din aliaj de aluminiu. Acum au fost produse în serie și oțel, cupru, materiale compozite etc.
(4) Adaptabilitate puternică. Schimbătorul de căldură cu plăci cu aripioare poate fi utilizat pentru: gaz-gaz, gaz-lichid, lichid-lichid, schimb de căldură între diverse fluide și schimb de căldură cu schimbare de fază cu schimbări colective de stare. Prin aranjarea și combinația canalelor de curgere, se poate adapta la diferite condiții de schimb de căldură, cum ar fi contracurent, flux încrucișat, flux cu mai multe fluxuri și flux cu mai multe treceri. Prin combinarea seriei, paralele și serie-paralele între unități, poate satisface nevoile de schimb de căldură ale echipamentelor mari. În industrie, poate fi standardizat și produs în masă pentru a reduce costurile, iar interschimbabilitatea poate fi extinsă prin combinarea blocurilor de construcție.
(5) Cerințele procesului de fabricație sunt stricte, iar procesul este complicat.
(6) Este ușor de înfundat, nu este rezistent la coroziune și este dificil de curățat și reparat. Prin urmare, poate fi utilizat numai în ocazii în care mediul de schimb de căldură este curat, non-coroziv, nu este ușor de depus, nu este ușor de depozitat și nu este ușor de înfundat.
Din perspectiva mecanismului de transfer de căldură, schimbătorul de căldură cu plăci cu aripioare încă aparține schimbătorului de căldură despărțitor. Caracteristica sa principală este că are o suprafață secundară de transfer de căldură extinsă (aota), astfel încât procesul de transfer de căldură nu se desfășoară numai pe suprafața de transfer de căldură primară (partiție), ci și pe suprafața secundară de transfer de căldură. În plus față de căldura din mediul lateral de temperatură înaltă care este turnată în mediul lateral de temperatură joasă de pe suprafața primară, o parte din căldură este transferată și de-a lungul direcției de înălțime a suprafeței aripioarelor, adică de-a lungul direcției de înălțime a aripioare, partiția toarnă căldură, iar apoi căldura este transferată la mediul lateral cu temperatură scăzută prin convecție. Deoarece înălțimea aripioarelor depășește cu mult grosimea aripioarelor, procesul de conducere a căldurii de-a lungul direcției înălțimii aripioarelor este similar cu conducerea căldurii a unei tije de ghidare subțiri omogene. În acest moment, rezistența termică a aripioarei nu poate fi ignorată. Temperatura cea mai ridicată la ambele capete ale aripioarei este egală cu temperatura de partiție. Pe măsură ce aripioarele și mediul eliberează căldură prin convecție, temperatura continuă să scadă până la temperatura medie în zona mijlocie a aripioarei.
Aplicarea schimbătoarelor de căldură plăci-apioare
Schimbătoarele de căldură cu aripioare au fost folosite din ce în ce mai mult în diverse sectoare industriale datorită performanței superioare și tehnologiei mature.
1. Echipament de separare a aerului: Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci cu aripioare în schimbătorul de căldură principal, subrăcitorul, evaporatorul condensatorului și alte schimbătoare de căldură la temperatură joasă ale echipamentelor de separare a aerului poate economisi investițiile în echipamente și costurile de instalare și poate reduce consumul de energie unitar.
2. Petrochimic: Schimbătoarele de căldură cu plăci cu aripioare au avantajele unei capacități mari de procesare, efect de separare bun și consum redus de energie. Ele au fost utilizate în procese precum separarea adâncă la rece a etilenei, spălarea sintetică cu azot amoniac, gazul natural, separarea și lichefierea gazelor petroliere.
3. Mașini de inginerie: După mai mult de 20 de ani de cercetare și practică, țările din întreaga lume au produs și folosit schimbătoare de căldură cu plăci cu aripioare pe automobile, radiatoare de locomotivă, răcitoare de ulei pentru excavatoare, radiatoare frigorifice și radiatoare cu transformator de mare putere.
4. Supraconductivitate și tehnologie spațială: Dezvoltarea supraconductivității la temperatură joasă și a tehnologiei spațiale a oferit o nouă modalitate de aplicare a schimbătoarelor de căldură cu plăci cu aripioare. Schimbătoarele de căldură cu plăci au fost folosite atât pe nava spațială americană Apollo, cât și pe nava spațială chineză Shenzhou.
