Platenwarmtewisselaars bestaan gewoonlijk uit schotten, vinnen, afdichtingen en leischoepen. Vinnen, leischoepen en afdichtingen worden tussen twee aangrenzende schotten geplaatst om een sandwich te vormen, een kanaal genoemd. Dergelijke sandwiches worden volgens verschillende vloeistofstroompatronen op elkaar gestapeld en tot een geheel gesoldeerd om een platenbundel te vormen. De platenbundel is de kern van de platenwarmtewisselaar.
Kenmerken van platenwarmtewisselaars
(1) Hoge warmteoverdrachtsefficiëntie. Omdat de vinnen de vloeistof verstoren, wordt de grenslaag voortdurend verbroken, waardoor deze een grote warmteoverdrachtscoëfficiënt heeft. Omdat de schotten en vinnen erg dun zijn en een hoge thermische geleidbaarheid hebben, kan de platenwarmtewisselaar tegelijkertijd een zeer hoog rendement bereiken.
(2) Compact. Omdat de platenwarmtewisselaar een groter secundair oppervlak heeft, kan het specifieke oppervlak 1000 m³/m3 bereiken.
(3) Lichtgewicht. De reden is dat het compact is en grotendeels gemaakt is van een aluminiumlegering. Nu zijn staal, koper, composietmaterialen, enz. ook in massa geproduceerd.
(4) Sterk aanpassingsvermogen. De platenwarmtewisselaar kan worden gebruikt voor: gas-gas, gas-vloeistof, vloeistof-vloeistof, warmte-uitwisseling tussen verschillende vloeistoffen en faseveranderingswarmte-uitwisseling met collectieve toestandsveranderingen. Door de opstelling en combinatie van stroomkanalen kan het zich aanpassen aan verschillende warmtewisselingsomstandigheden, zoals tegenstroom, kruisstroom, meerstroomsstroom en meergangsstroom. Door de combinatie van serie-, parallel- en serie-parallel tussen units kan het voldoen aan de warmte-uitwisselingsbehoeften van grote apparatuur. In de industrie kan het worden gestandaardiseerd en in massa geproduceerd om de kosten te verlagen, en kan de uitwisselbaarheid worden uitgebreid door middel van bouwsteencombinaties.
(5) De eisen aan het productieproces zijn streng en het proces is ingewikkeld.
(6) Het is gemakkelijk te verstoppen, niet corrosiebestendig en moeilijk schoon te maken en te repareren. Daarom kan het alleen worden gebruikt in gevallen waarin het warmtewisselaarmedium schoon, niet-corrosief, niet gemakkelijk te schalen, niet gemakkelijk af te zetten en niet gemakkelijk te verstoppen is.
Vanuit het perspectief van het warmteoverdrachtsmechanisme behoort de platenwarmtewisselaar nog steeds tot de scheidingswarmtewisselaar. Het belangrijkste kenmerk is dat het een verlengd secundair warmteoverdrachtsoppervlak (vin) heeft, zodat het warmteoverdrachtsproces niet alleen wordt uitgevoerd op het primaire warmteoverdrachtsoppervlak (scheidingswand), maar ook op het secundaire warmteoverdrachtsoppervlak. Naast dat de warmte van het medium aan de hoge temperatuurzijde vanaf het primaire oppervlak in het medium aan de lage temperatuurzijde wordt gegoten, wordt een deel van de warmte ook overgedragen langs de hoogterichting van het vinoppervlak, dat wil zeggen langs de hoogterichting van de vin, de scheidingswand giet warmte, en vervolgens wordt de warmte door convectie overgebracht naar het medium met lage temperatuur. Omdat de vinhoogte de vindikte aanzienlijk overschrijdt, is het warmtegeleidingsproces langs de vinhoogterichting vergelijkbaar met de warmtegeleiding van een homogene slanke geleidestang. Op dit moment kan de thermische weerstand van de vin niet worden genegeerd. De hoogste temperatuur aan beide uiteinden van de vin is gelijk aan de scheidingswandtemperatuur. Terwijl de vin en het medium warmte afgeven door convectie, blijft de temperatuur dalen tot de mediumtemperatuur in het middengedeelte van de vin.
Toepassing van platenwarmtewisselaars
Platenwarmtewisselaars worden steeds vaker gebruikt in verschillende industriële sectoren vanwege hun superieure prestaties en volwassen technologie.
1. Luchtscheidingsapparatuur: Het gebruik van platenwarmtewisselaars in de hoofdwarmtewisselaar, onderkoeler, condensorverdamper en andere lagetemperatuurwarmtewisselaars van luchtscheidingsapparatuur kan investerings- en installatiekosten in apparatuur besparen en het energieverbruik van de eenheid verminderen.
2. Petrochemie: platenwarmtewisselaars hebben de voordelen van een grote verwerkingscapaciteit, een goed scheidingseffect en een laag energieverbruik. Ze zijn gebruikt in processen zoals diepe koude scheiding van ethyleen, wassen met synthetische ammoniak-stikstof, aardgas, olieveldgasscheiding en vloeibaar maken.
3. Technische machines: Na meer dan 20 jaar onderzoek en praktijk hebben landen over de hele wereld in massa geproduceerde en gebruikte platenwarmtewisselaars voor auto's, locomotiefradiatoren, oliekoelers voor graafmachines, koelkastradiatoren en krachtige transformatorradiatoren.
4. Supergeleiding en ruimtetechnologie: De ontwikkeling van supergeleiding bij lage temperaturen en ruimtetechnologie heeft een nieuwe manier opgeleverd voor de toepassing van platenwarmtewisselaars. Platenwarmtewisselaars zijn gebruikt op zowel het Amerikaanse Apollo-ruimtevaartuig als het Chinese Shenzhou-ruimtevaartuig.
