Los intercambiadores de calor de placas y aletas suelen estar compuestos por deflectores, aletas, sellos y paletas guía. Se colocan aletas, paletas guía y sellos entre dos deflectores adyacentes para formar un sándwich, llamado canal. Dichos sándwiches se apilan según diferentes patrones de flujo de fluido y se sueldan formando un conjunto para formar un haz de placas. El haz de placas es el núcleo del intercambiador de calor de placas y aletas.
Características de los intercambiadores de calor de placas y aletas.
(1) Alta eficiencia de transferencia de calor. Dado que las aletas perturban el fluido, la capa límite se rompe constantemente, por lo que tiene un gran coeficiente de transferencia de calor. Al mismo tiempo, dado que las particiones y las aletas son muy delgadas y tienen una alta conductividad térmica, el intercambiador de calor de placas y aletas puede lograr una eficiencia muy alta.
(2) Compacto. Dado que el intercambiador de calor de placas y aletas tiene una superficie secundaria extendida, su área de superficie específica puede alcanzar 1000㎡/m3.
(3) Ligero. La razón es que es compacto y está hecho principalmente de aleación de aluminio. Ahora también se han producido en masa acero, cobre, materiales compuestos, etc.
(4) Fuerte adaptabilidad. El intercambiador de calor de placas y aletas se puede utilizar para: gas-gas, gas-líquido, líquido-líquido, intercambio de calor entre varios fluidos e intercambio de calor por cambio de fase con cambios de estado colectivos. Mediante la disposición y combinación de canales de flujo, puede adaptarse a diferentes condiciones de intercambio de calor, como contracorriente, flujo cruzado, flujo de múltiples corrientes y flujo de múltiples pasos. Mediante la combinación de serie, paralelo y serie-paralelo entre unidades, puede satisfacer las necesidades de intercambio de calor de equipos grandes. En la industria, se puede estandarizar y producir en masa para reducir costos, y la intercambiabilidad se puede ampliar mediante la combinación de bloques de construcción.
(5) Los requisitos del proceso de fabricación son estrictos y el proceso complicado.
(6) Es fácil de obstruir, no resistente a la corrosión y difícil de limpiar y reparar. Por lo tanto, solo se puede utilizar en ocasiones en las que el medio de intercambio de calor sea limpio, no corrosivo, no sea fácil de incrustar, no sea fácil de depositar y no sea fácil de obstruir.
Desde la perspectiva del mecanismo de transferencia de calor, el intercambiador de calor de placas y aletas todavía pertenece al intercambiador de calor de partición. Su característica principal es que tiene una superficie de transferencia de calor secundaria extendida (aleta), por lo que el proceso de transferencia de calor no solo se lleva a cabo en la superficie de transferencia de calor primaria (partición), sino también en la superficie de transferencia de calor secundaria. Además de que el calor del medio del lado de alta temperatura se vierte en el medio del lado de baja temperatura desde la superficie primaria, parte del calor también se transfiere a lo largo de la dirección de la altura de la superficie de la aleta, es decir, a lo largo de la dirección de la altura de la aleta, la partición vierte calor y luego el calor se transfiere al medio del lado de baja temperatura por convección. Dado que la altura de la aleta excede en gran medida el espesor de la aleta, el proceso de conducción de calor a lo largo de la dirección de la altura de la aleta es similar a la conducción de calor de una varilla guía delgada y homogénea. En este momento, no se puede ignorar la resistencia térmica de la aleta. La temperatura más alta en ambos extremos de la aleta es igual a la temperatura de partición. A medida que la aleta y el medio liberan calor por convección, la temperatura continúa disminuyendo hasta alcanzar la temperatura del medio en la zona media de la aleta.
Aplicación de intercambiadores de calor de placas y aletas.
Los intercambiadores de calor de placas y aletas se utilizan cada vez más en diversos sectores industriales debido a su rendimiento superior y su tecnología madura.
1. Equipo de separación de aire: el uso de intercambiadores de calor de placas y aletas en el intercambiador de calor principal, el subenfriador, el evaporador del condensador y otros intercambiadores de calor de baja temperatura del equipo de separación de aire puede ahorrar costos de instalación y de inversión en el equipo, y reducir el consumo de energía de la unidad.
2. Petroquímica: Los intercambiadores de calor de placas y aletas tienen las ventajas de una gran capacidad de procesamiento, un buen efecto de separación y un bajo consumo de energía. Se han utilizado en procesos como la separación profunda en frío de etileno, el lavado de nitrógeno amoniacal sintético, el gas natural, la separación y licuefacción de gas de yacimientos petrolíferos.
3. Maquinaria de ingeniería: después de más de 20 años de investigación y práctica, países de todo el mundo han producido y utilizado intercambiadores de calor de placas y aletas en automóviles, radiadores de locomotoras, enfriadores de aceite de excavadoras, radiadores de refrigeradores y radiadores de transformadores de alta potencia.
4. Superconductividad y tecnología espacial: El desarrollo de la superconductividad de baja temperatura y la tecnología espacial ha proporcionado una nueva forma de aplicación de intercambiadores de calor de placas y aletas. Los intercambiadores de calor de placas y aletas se han utilizado tanto en la nave espacial estadounidense Apollo como en la nave espacial china Shenzhou.
