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板翅式换热器
同组人：张弘达 18、张来超 14
薛业成 06、张太平 02
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引言：
板翅式换热器：通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻
两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样
的夹层根据流体的不同方式叠置起来， 钎焊成一整体便组成板束， 板
束是板翅式换热器的核心。
--------张弘达
一、板翅式换热器的发展
二十世纪三十年代，板翅式换热器首先在航空工业上被采用，它结构紧凑、轻巧、传热效率高等特点引起了研究人员和设计工作者的兴趣。随后在制冷、石油化工、空气分离、航空航天、动力机械、超导等工业部门得到广泛应用，被公认是高效新型换热器之一。
1942 年，美国的诺利斯首**行了平直翅片、锯齿翅片、波纹翅
片、钉状翅片的传热机理研究，找出几种主要翅片的摩擦因子 (f)，传
热因子 (j) 与雷诺数 (Re)的关系，为以后的研究与设计奠定了基础。
1947 年美国海军研究署、船舶局、航空局合作在斯坦福大学拟定了
系统的研究计划并扩大了研究范围。
板翅式换热器发展中另一方面是制造工艺， 对于结构复杂、 隔板和翅
片又很薄的铝合金钎焊工艺掌握是在经历了一段相当漫长又曲折过
程，在突破许多关键技术后才达到今天的水平。
现在国外板翅式换热器*高设计压力可达 10MPa以上，*大
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芯体尺寸（L×W×H）6000~7000×1200×1200mm，重达 10 吨以上，可以有十多种流体同时换热。 我国是从 20 世纪 60 年代中期开始板翅式换热器试验研究， 70 年代初期自行开发成功，并首先在空分设备上得到应用。 90 年代初，杭氧厂引进美国 S.W 公司大型真空钎焊炉和板翅式换热器制造技术，板翅式换热器生产在我国得到飞速发
展。现在已在空气分离、石油化工（乙烯、合成氨、天然气分离与液化）、动力机械及航天（神舟号飞船）等工业部门得到广泛应用。并有部分出口国外（美国、加拿大等国）。
我国板翅式换热器目前的生产水平相当于国际上 20世纪 90 年代中期水平。杭氧现已开发有近 50 种不同型式和尺寸规格的翅片，可满足各种换热要求。
二、板翅式换热器特点
（1）传热效率高。
（2）结构紧凑，单位体积换热面积为管壳式换热器 5 倍以上，*大可达几十倍。管壳式换热器一般为 150~200m2/m3，而板翅式换热器因翅片具有扩展二次表面，使传热面积可达到 1500~2500 m2/m3。
（3）轻巧、牢固。铝材密度ρ为 2.7g/cm3，而钢材为 7.8g/cm3，铜材为 8.9g/cm3。
（4）适应性大，可适用多种介质热交换。在同一设备内可允许多达十多种介质之间热交换，可作气—气、气—液、液—液之间换热，亦可作冷凝和蒸发。
（5）经济性好。由于结构紧凑、铝材又轻，降低了设备投资费。
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（6）流道易堵塞，维修困难，所以介质要求清洁、干净。
三、板翅式换热器结构
（1）换热器基本元件
板翅式换热器的结构形式很多， 但单元体结构基本相同， 板式芯
体由翅片、导流片、封条、隔板和侧板组成，在相邻两隔板之间放置翅片、导流片和封条，组成一通道，按设计要求对各通道进行不同叠积和适当排列，在 600℃左右温度下经钎焊成一整体。
隔板 主要用于传递热量和把介质分隔开来，也是承压主要元
件。压力越高，隔板越厚，厚度一般在 0.8~2mm。材料为 3003 +Al-Si 合金。
封条 在四周起密封和支撑作用， 其高度与翅片等同， 宽度按其承受压力有 15、25、 40mm 等几种不同规格。材料为 3003 －H112。
导流片 起流体的分配与汇集作用， 常用于流体进出口， 为多孔型且节距较大的翅片。厚度一般为 0.4~0.6mm，材料 3003 -O。
侧板 是换热器*外侧平板， 主要起保护作用和便于换热器支架焊接，厚度一般在 5~6mm，材料 3003 -O。
翅片 是换热器*基本元件， 传热过程主要依靠翅片来完成， 同
时承担两隔板之间支撑作用。尽管翅片很薄只有 0.15~0.5mm，却能承受较高压力。材料为 3003-O。
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翅片型式
翅片选择根据工作压力、流体特性、换热要求等因素来考虑。一般放热系数大的场合（液体之间，相变）选用低而厚翅片，发挥翅片作用，有较高翅片效率；放热系数小场合（气体与气体）选用高而薄
翅片，以增加传热面积来弥补放热系数不足。 常用翅片有平直、 多孔、锯齿和波纹四种型式。 每种型式的翅片高度和节距不同， 每一种形式又有多种规格。
平直翅片—放热系数和压力损失小， 放热和流动摩擦特性与圆管相似。
多孔翅片—孔洞使热阻边界层不断发生断裂， 提高传热性能， 也有利于流体分配。
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锯齿翅片—翅片间隔一定距离屡次被切断， 并使之向流道突出，
对促进湍流和破坏热阻十分有效，放热系数比平
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