+86-13812067828
مبدل های حرارتی پره صفحه ای دستگاه های حرارتی بسیار کارآمدی هستند که برای انتقال گرما بین دو یا چند سیال طراحی شده اند و در عین حال اندازه فشرده و ساختار سبک را حفظ می کنند. آنها از صفحات فلزی انباشته تشکیل شده اند که توسط بسته های باله ای جدا شده اند که گذرگاه های جریانی متعددی را ایجاد می کنند. هندسه باله سطح را افزایش می دهد و تلاطم را برای انتقال حرارت همرفتی بهبود می بخشد. مزایای معمولی عبارتند از نسبت سطح به حجم بالا، وزن کم در هر کیلو وات، قابلیت چند جریان (هوا به هوا، گاز به نفت، مایع به گاز)، و سهولت سفارشی سازی برای فشار، دما و نرخ جریان مورد نیاز.
یک طراحی عملی با مشخص کردن وظیفه (بار حرارتی)، دمای ورودی/خروجی، حداکثر افت فشار مجاز و خواص سیال آغاز میشود. متغیرهای کلیدی ساخت و ساز که عملکرد را تعیین می کنند عبارتند از نوع پره، ارتفاع و فاصله پره، ضخامت صفحه، انتخاب مواد، روش لحیم کاری یا جوشکاری، و ترتیب جریان (جریان متقاطع، جریان متقابل، یا چند گذر). طراحان معمولاً انتقال حرارت را با روشهای اختلاف دمای میانگین لگاریتم (LMTD) مدلسازی میکنند و با دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) زمانی که وزن کم یا محدودیتهای حرارتی وجود دارد تأیید میکنند.
موادی که معمولاً مورد استفاده قرار میگیرند آلومینیوم (سبک، هدایت حرارتی عالی)، فولادهای ضد زنگ (فشار/دمای بالاتر، مقاومت در برابر خوردگی) و مس (رسانایی عالی اما سنگینتر و گرانتر) هستند. لحیم کاری (آلیاژهای لحیم کاری آلومینیوم یا مس) برای اتصال صفحات و باله ها رایج است. لحیم کاری خلاء اتصالات قابل اعتمادی را برای واحدهای هوافضا و برودتی با کارایی بالا ایجاد می کند. انتخاب مواد و روش های اتصال بر اساس دمای عملیاتی، شیمی سیال و مقاومت مکانیکی مورد نیاز.
هندسه پره (ساده، سوراخ دار، لووردار، موج دار، یا نوار افست) تعادل بین ضریب انتقال حرارت و افت فشار را کنترل می کند. باله های لووردار و نوار افست تلاطم و انتقال حرارت را افزایش می دهند اما افت فشار را نیز افزایش می دهند. بالههای ساده افت فشار را به حداقل میرسانند اما برای کار معادل به ناحیه جلویی بزرگتری نیاز دارند. روش معمول طراحی این است که باله ای را انتخاب کنید که با ΔP مجاز مطابقت داشته باشد در حالی که وزن و ناحیه جلویی را به حداقل می رساند.
این چک لیست گام به گام را برای تخمین عملکرد حرارتی برای طراحی اولیه دنبال کنید:
طرحهای بالههای صفحه اغلب با افت فشار مجاز محدود میشوند. تراکم باله های بالا و هندسه پره های تهاجمی انتقال حرارت را افزایش می دهد اما افت فشار و قدرت فن/پمپ را نیز افزایش می دهد. برای گازها، افت فشار به شدت با سرعت و انسداد باله کاهش می یابد. برای مایعات، انتخاب دقیق اندازه عبور از تلفات زیاد ویسکوز جلوگیری می کند. محدودیتهای مکانیکی شامل حداکثر فشار کاری، انبساط تفاضلی بین مواد و خستگی مفاصل لحیمشده تحت بارهای حرارتی چرخهای است که برای استفاده در هوافضا و برودتی مهم است.
از آنجایی که مبدل های باله صفحه ای از گذرگاه های باریک استفاده می کنند، نسبت به رسوب ذرات و رسوب ناشی از بخارات متراکم حساسیت بیشتری دارند. بهترین شیوه ها:
یک مثال مختصر اندازه گیری (هوا به مایع): وظیفه مورد نیاز 50 کیلو وات، ورودی هوا 25 درجه سانتی گراد تا 45 درجه سانتی گراد، ورودی آب 40 درجه سانتی گراد تا 35 درجه سانتی گراد، سمت هوا مجاز ΔP = 150 Pa. رویکرد سریع: محاسبه Q و سرعت جرم آب، تخمین Q و نرخ جریان جرمی آب، برآورد ضریب انتقال حرارت از سمت هوا، ضریب انتقال حرارت از جلو و سپس بررسی ضریب انتقال حرارت از جلو و سپس بررسی UMTal بر اساس سطح انتخابی L سرعت هوا برای حد ΔP. در عمل باید فاصله باله ها و ناحیه جلویی را تکرار کنید. فروشندگان معمولاً نقشه های عملکرد را برای تسریع این فرآیند ارائه می دهند.
بخشهای کاربردی رایج شامل خنککنندههای هوافضا و دفع حرارت، برودتی، پردازش گاز، قطارهای خنککننده نفت و گاز، و اکونومایزرهای فشرده HVAC است. از این چک لیست برای انتخاب تامین کننده یا محصول استفاده کنید:
جدول زیر مبادلات عملی را برای کمک به تصمیم گیری در مورد اینکه چه زمانی مبدل باله صفحه ای انتخاب مناسبی است، خلاصه می کند.
| پارامتر | مبدل باله صفحه ای | پوسته و لوله | صفحه واشر |
| توان ویژه / kW·kg-1 | خیلی بالا | کم | متوسط |
| حساسیت به رسوب | مرتفع (معابر باریک) | کم (larger passages) | متوسط (cleanable) |
| قابلیت چند جریانی | عالی | محدود | محدود |
| هزینه معمولی | متوسط–high (depends on material) | کمer for simple designs | رقابتی |
آزمایشهای پذیرش را در سفارش خرید مشخص کنید: آزمایش فشار هیدرواستاتیک، آزمایش نشت هلیوم (برای واحدهای خلاء/برودتی)، اعتبارسنجی منحنی عملکرد (وظیفه اندازهگیری شده در مقابل پیشبینیشده)، و بررسی غیرمخرب اتصالات لحیمشده در صورت نیاز. برای سیستم های حیاتی ایمنی شامل تست های خستگی و چرخه حرارتی است. به اسناد QA ارائه شده توسط فروشنده مانند گزارشهای ردیابی مواد و پر کردن لحیم کاری نیاز دارید.