板式换热器的结构和特性
随着传热板片、密封结构和制造方法等技术的发展与应用,板式换热器早已突破传统的
“可拆卸”概念,目前各种焊接式(如半焊式、钎焊式、全焊式或板壳式等)产品,也被视为板
式换热器的范畴,故相应的适用范围不断扩大,板式换热器“家族”正迎来“百花争艳”的
时代。
本章以可拆卸板式换热器为重点,介绍类别和品种、基本结构、主要产品的性能、影响板
式换热器性能的主要因素和压紧板等零件的强度计算。
第一节类别和品种
换热器可根据传热过程、产品结构、流程配置、表面紧凑度、流体数量以及传热机理等划
分为不同的类别和品种,这是Rarnesh K.Shan提出的分类原则,包括板式换热器在内,现已得到
普遍采用。
1.按照传热过程,板式换热器均属于非直接接触(通过板壁)、对流(或有相变)传热的换
热器。而且,冷、热流体除了对流(或有相变)传热外,尚包括通过垢层和板壁的热传导。
2.按照产品结构,板式换热器可分为:可拆卸(或带密封垫片的)板式换热器、焊接板式
换热器、螺旋板式换热器和板卷(或蜂窝)式换热器等四大类。但是,本书按照行业习惯,不
包括板片形状为曲面的后两类,仅介绍传热板片(简称板片)形状为矩形或圆形波纹乎板的前
两类,并根据以下原则进一步分为:
(l)按照板片之闻的连接方式分为:可拆卸(或带密封垫片的)板式换热器和焊接板式换
热器。前者,所有(或一部分)板片之间由密封垫片连接,成为可拆开的板束,例如,常规的
板式换热器和双壁板式换热器;后者,所有板片均无(或仅板片的角孔有)密封垫片,而是焊
接成为全部(或一部分)不可拆开的板束。例如,半焊接板式换热器、全焊接板式换热器、板
壳式换热器和钎焊板式换热器;
(2)按照冷、热流体的流道特性(或板片结构)分为:对称(型)板式挟热器和非对称
(型)板式换热器。前者,冷、热流体的流道由同一种板片组成,即常规的板式换热器;后者,
冷、热流体的流道由一种板片(其两侧的波纹结构不同)或两种板片组成,故具有不同的特性。
例如,非对称波纹(板片同一侧上,波纹夹角不等)板式换热器、不等(流道)截面(积)板
式换热器、宽一窄间隙(流道)板式换热器、板一管式板式换热器;
(3)按照流道的间隙大小可分为:常规间隙板式换热器和宽间隙板式换热器。前者,板间
距(或波纹深度)小于或等于Smm;后者,板间距(或波纹深度)约为前者的2。5倍,可达
20mm,包括由“搓衣板型”、“自由流型”和有凸筋的板斤组成的板式换热器——通常称为“宽
间隙板式换热器”等;
(4)按照产品的成套性可分为:单机和机组。
3.按照流程组合,板式换热器分为:单程和多程板式换热器;顺流(或并流)、逆流和交叉
流(或横流)板式换热器。
4.按照工艺用途,板式换热器分为:加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和预热器等。