Plattenwärmetauscher bestehen üblicherweise aus Leitblechen, Rippen, Dichtungen und Leitschaufeln. Zwischen zwei benachbarten Leitblechen werden Rippen, Leitschaufeln und Dichtungen platziert, um ein Sandwich zu bilden, das als Kanal bezeichnet wird. Solche Sandwiches werden entsprechend unterschiedlicher Fluidströmungsmuster gestapelt und zu einem Ganzen verlötet, um ein Plattenbündel zu bilden. Das Plattenbündel ist das Herzstück des Plattenwärmetauschers.
Merkmale von Plattenwärmetauschern
(1) Hohe Wärmeübertragungseffizienz. Da die Rippen die Flüssigkeit stören, wird die Grenzschicht ständig aufgebrochen, sodass sie einen großen Wärmeübergangskoeffizienten aufweist. Da die Trennwände und Lamellen gleichzeitig sehr dünn sind und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, kann der Plattenwärmetauscher einen sehr hohen Wirkungsgrad erreichen.
(2) Kompakt. Da der Plattenwärmetauscher über eine erweiterte sekundäre Oberfläche verfügt, kann seine spezifische Oberfläche 1000㎡/m3 erreichen.
(3) Leicht. Der Grund dafür ist, dass es kompakt ist und größtenteils aus einer Aluminiumlegierung besteht. Mittlerweile werden auch Stahl, Kupfer, Verbundwerkstoffe usw. in Massenproduktion hergestellt.
(4) Starke Anpassungsfähigkeit. Der Plattenwärmetauscher kann verwendet werden für: Gas-Gas, Gas-Flüssigkeit, Flüssigkeit-Flüssigkeit, Wärmeaustausch zwischen verschiedenen Flüssigkeiten und Phasenwechsel-Wärmeaustausch mit kollektiven Zustandsänderungen. Durch die Anordnung und Kombination von Strömungskanälen kann es sich an unterschiedliche Wärmeaustauschbedingungen wie Gegenstrom, Querstrom, Mehrstromströmung und Mehrdurchgangsströmung anpassen. Durch die Kombination von Reihen-, Parallel- und Reihenparallelschaltung zwischen Einheiten kann es den Wärmeaustauschbedarf großer Geräte decken. In der Industrie kann es standardisiert und in Massenproduktion hergestellt werden, um die Kosten zu senken, und die Austauschbarkeit kann durch die Kombination von Bausteinen erweitert werden.
(5) Die Anforderungen an den Herstellungsprozess sind streng und der Prozess ist kompliziert.
(6) Es verstopft leicht, ist nicht korrosionsbeständig und schwer zu reinigen und zu reparieren. Daher kann es nur dann verwendet werden, wenn das Wärmeaustauschmedium sauber, nicht korrosiv, nicht leicht zu verkalken, nicht leicht abzulagern und nicht leicht zu verstopfen ist.
Aus Sicht des Wärmeübertragungsmechanismus gehört der Plattenwärmetauscher immer noch zum Trennwandwärmetauscher. Sein Hauptmerkmal ist, dass es über eine erweiterte sekundäre Wärmeübertragungsfläche (Rippe) verfügt, sodass der Wärmeübertragungsprozess nicht nur auf der primären Wärmeübertragungsfläche (Trennwand), sondern auch auf der sekundären Wärmeübertragungsfläche durchgeführt wird. Zusätzlich dazu, dass die Wärme vom Medium auf der Hochtemperaturseite von der Primäroberfläche in das Medium auf der Niedertemperaturseite geleitet wird, wird ein Teil der Wärme auch entlang der Höhenrichtung der Rippenoberfläche übertragen, d. h. entlang der Höhenrichtung von Die Rippe, die Trennwand gießt Wärme, und dann wird die Wärme durch Konvektion auf das Medium auf der Niedertemperaturseite übertragen. Da die Rippenhöhe die Rippendicke bei weitem übersteigt, ähnelt der Wärmeleitungsprozess entlang der Rippenhöhenrichtung der Wärmeleitung eines homogenen schlanken Führungsstabs. Zu diesem Zeitpunkt kann der Wärmewiderstand der Rippe nicht ignoriert werden. Die höchste Temperatur an beiden Enden der Rippe entspricht der Trennwandtemperatur. Da die Rippe und das Medium durch Konvektion Wärme abgeben, sinkt die Temperatur weiter, bis die Mediumtemperatur im mittleren Bereich der Rippe erreicht ist.
Anwendung von Plattenwärmetauschern
Plattenwärmetauscher werden aufgrund ihrer überlegenen Leistung und ausgereiften Technologie zunehmend in verschiedenen Industriebereichen eingesetzt.
1. Luftzerlegungsanlagen: Durch den Einsatz von Plattenwärmetauschern im Hauptwärmetauscher, Unterkühler, Kondensatorverdampfer und anderen Niedertemperaturwärmetauschern von Luftzerlegungsanlagen können Geräteinvestitionen und Installationskosten eingespart und der Energieverbrauch der Einheit gesenkt werden.
2. Petrochemie: Plattenwärmetauscher bieten die Vorteile einer großen Verarbeitungskapazität, einer guten Trennwirkung und eines geringen Energieverbrauchs. Sie wurden in Prozessen wie der tiefen Kalttrennung von Ethylen, der Wäsche mit synthetischem Ammoniak und Stickstoff, Erdgas, Ölfeldgastrennung und -verflüssigung eingesetzt.
3. Maschinenbau: Nach mehr als 20 Jahren Forschung und Praxis haben Länder auf der ganzen Welt Plattenwärmetauscher in Massenproduktion hergestellt und in Automobilen, Lokomotivkühlern, Baggerölkühlern, Kühlschrankkühlern und Hochleistungstransformatorkühlern eingesetzt.
4. Supraleitung und Weltraumtechnologie: Die Entwicklung der Niedertemperatur-Supraleitung und der Weltraumtechnologie hat einen neuen Weg für die Anwendung von Plattenwärmetauschern eröffnet. Plattenwärmetauscher wurden sowohl auf der US-Raumsonde Apollo als auch auf der chinesischen Raumsonde Shenzhou eingesetzt.
