Gli scambiatori di calore a piastre sono generalmente costituiti da deflettori, alette, guarnizioni e palette guida. Alette, palette guida e guarnizioni sono posizionati tra due deflettori adiacenti per formare un sandwich, chiamato canale. Tali sandwich vengono impilati secondo diversi schemi di flusso del fluido e brasati in un tutt'uno per formare un fascio di piastre. Il fascio di piastre è il nucleo dello scambiatore di calore ad alette.
Caratteristiche degli scambiatori di calore a piastre
(1) Elevata efficienza di trasferimento del calore. Poiché le alette disturbano il fluido, lo strato limite è costantemente rotto, quindi ha un grande coefficiente di trasferimento del calore. Allo stesso tempo, poiché le partizioni e le alette sono molto sottili e hanno un'elevata conduttività termica, lo scambiatore di calore a piastre e alette può raggiungere un'efficienza molto elevata.
(2) Compatto. Poiché lo scambiatore di calore a piastre ha una superficie secondaria estesa, la sua superficie specifica può raggiungere 1000㎡/m3.
(3) Leggero. Il motivo è che è compatto e realizzato principalmente in lega di alluminio. Ora anche l'acciaio, il rame, i materiali compositi, ecc. sono stati prodotti in serie.
(4) Forte adattabilità. Lo scambiatore di calore a piastre può essere utilizzato per: scambio gas-gas, gas-liquido, liquido-liquido, scambio di calore tra vari fluidi e scambio di calore a cambiamento di fase con cambiamenti di stato collettivi. Attraverso la disposizione e la combinazione dei canali di flusso, può adattarsi a diverse condizioni di scambio termico come controcorrente, flusso incrociato, flusso multi-flusso e flusso multi-passaggio. Attraverso la combinazione di serie, parallelo e serie-parallelo tra le unità, è in grado di soddisfare le esigenze di scambio termico di apparecchiature di grandi dimensioni. Nell’industria, può essere standardizzato e prodotto in serie per ridurre i costi, e l’intercambiabilità può essere ampliata attraverso la combinazione di elementi costitutivi.
(5) I requisiti del processo di produzione sono rigorosi e il processo è complicato.
(6) È facile da intasare, non resistente alla corrosione e difficile da pulire e riparare. Pertanto, può essere utilizzato solo in occasioni in cui il mezzo di scambio termico è pulito, non corrosivo, non facile da incrostare, non facile da depositare e non facile da intasare.
Dal punto di vista del meccanismo di trasferimento del calore, lo scambiatore di calore a piastre appartiene ancora allo scambiatore di calore divisorio. La sua caratteristica principale è quella di avere una superficie di scambio termico secondaria (aletta) estesa, quindi il processo di scambio termico non viene effettuato solo sulla superficie di scambio termico primaria (divisorio), ma anche sulla superficie di scambio termico secondaria. Oltre al calore proveniente dal mezzo lato ad alta temperatura che viene versato nel mezzo lato a bassa temperatura dalla superficie primaria, parte del calore viene anche trasferita lungo la direzione dell'altezza della superficie dell'aletta, cioè lungo la direzione dell'altezza di l'aletta, la partizione versa calore, quindi il calore viene trasferito al mezzo laterale a bassa temperatura per convezione. Poiché l'altezza dell'aletta supera notevolmente lo spessore dell'aletta, il processo di conduzione del calore lungo la direzione dell'altezza dell'aletta è simile alla conduzione del calore di un'asta di guida sottile e omogenea. In questo momento non si può ignorare la resistenza termica della pinna. La temperatura più alta su entrambe le estremità dell'aletta è uguale alla temperatura della partizione. Poiché l'aletta e il mezzo rilasciano calore per convezione, la temperatura continua a diminuire fino alla temperatura media nella zona centrale dell'aletta.
Applicazione di scambiatori di calore a piastre
Gli scambiatori di calore a piastre sono stati sempre più ampiamente utilizzati in vari settori industriali grazie alle loro prestazioni superiori e alla tecnologia matura.
1. Apparecchiature per la separazione dell'aria: l'uso di scambiatori di calore con alette nello scambiatore di calore principale, nel sottoraffreddatore, nell'evaporatore del condensatore e in altri scambiatori di calore a bassa temperatura delle apparecchiature per la separazione dell'aria può far risparmiare sugli investimenti nelle apparecchiature e sui costi di installazione e ridurre il consumo energetico dell'unità.
2. Petrolchimico: gli scambiatori di calore con alette a piastre presentano i vantaggi di una grande capacità di lavorazione, un buon effetto di separazione e un basso consumo energetico. Sono stati utilizzati in processi quali la separazione profonda a freddo dell'etilene, il lavaggio con azoto dell'ammoniaca sintetica, il gas naturale, la separazione e la liquefazione del gas dei giacimenti petroliferi.
3. Macchinari tecnici: dopo oltre 20 anni di ricerca e pratica, i paesi di tutto il mondo hanno prodotto in serie e utilizzato scambiatori di calore a piastre su automobili, radiatori di locomotive, radiatori dell'olio per escavatori, radiatori di frigoriferi e radiatori di trasformatori ad alta potenza.
4. Superconduttività e tecnologia spaziale: lo sviluppo della superconduttività a bassa temperatura e della tecnologia spaziale ha fornito un nuovo modo per l'applicazione degli scambiatori di calore a piastre. Gli scambiatori di calore a piastre sono stati utilizzati sia sulla navicella spaziale statunitense Apollo che sulla navicella spaziale cinese Shenzhou.
