Пластинчатые теплообменники
Пластинчатые теплообменники были впервые произведены в 1920-х годах и с тех пор широко используются во многих отраслях.
Пластинчатый теплообменник состоит из ряда параллельных пластин, расположенных одна над другой, что позволяет образовать ряд каналов для протекания жидкости между ними. Недорогие пластины для теплообменника
Пространство между двумя соседними пластинами образует канал, по которому течет жидкость.
Впускные и выпускные отверстия в углах пластин пропускают горячие и холодные жидкости через чередующиеся каналы в теплообменнике, так что пластина всегда находится в контакте одной стороной с горячей жидкостью, а другой — с холодной.
Размер пластины может варьироваться от нескольких квадратных сантиметров (сторона 100 мм x 300 мм) до 2 или 3 квадратных метров (сторона 1000 мм x 2500 мм). Количество пластин в одном теплообменнике колеблется от десяти до нескольких сотен, что позволяет достигать площади обмена до тысяч квадратных метров.
На рисунке показан поток жидкости внутри теплообменника. Жидкости разделены на несколько параллельных потоков и могут создавать идеальный противоток.
Как правило, эти пластины гофрированы, чтобы увеличить турбулентность, поверхность теплообмена и придать теплообменнику механическую жесткость. Гофра получается методом холодной ковки листового металла толщиной от 0,3 мм до 1 мм.
Наиболее часто используемые материалы для пластин – нержавеющая сталь (AISI 304, 316), титан и алюминий.
Гофры на пластинах толкают жидкость по извилистому пути, задавая зазор между двумя соседними пластинами b от 1 до 5 миллиметров.
Жидкости могут пересекать каналы последовательно (менее распространенное решение) или параллельно, создавая противоточные или текущие конфигурации.
Последовательная конфигурация используется, когда имеется небольшой расход каждой жидкости, но большой тепловой скачок; самая большая проблема с большим перепадом давления и несовершенным противотоком.
Параллельная конфигурация с противоточными каналами используется при высоких скоростях потока при умеренных перепадах температуры и является наиболее распространенной.
Когда существует большая разница между расходами (или между максимально допустимым перепадом давления) двух жидкостей, теплообменник может дважды работать с жидкостью с более низким расходом (или более высокими потерями), чтобы сбалансировать значения перепадов давления или удельного давления. скорости потока в каналах.
На рисунке показаны различные конфигурации: параллельная, последовательная и смешанная.
Одной из наиболее распространенных проблем пластинчатых теплообменников является неравномерная параллельная подача всех каналов. Фактически, жидкость имеет тенденцию распределяться в больших количествах в первых каналах, а не в последних, чтобы уравновесить перепад давления.
По мере увеличения количества пластин снижается равномерность распределения, что приводит к снижению общей производительности теплообменника.
Существует два основных типа пластинчатых теплообменников: паяные пластинчатые теплообменники ППТО и пластинчатые теплообменники ПТО.
