Os trocadores de calor de aletas de placas são geralmente compostos de defletores, aletas, vedações e palhetas guia. Aletas, palhetas guia e vedações são colocadas entre dois defletores adjacentes para formar um sanduíche, chamado canal. Tais sanduíches são empilhados de acordo com diferentes padrões de fluxo de fluido e soldados em um todo para formar um feixe de placas. O feixe de placas é o núcleo do trocador de calor de placas aletadas.
Características dos trocadores de calor de placas
(1) Alta eficiência de transferência de calor. Como as aletas perturbam o fluido, a camada limite é constantemente quebrada, por isso possui um grande coeficiente de transferência de calor. Ao mesmo tempo, como as divisórias e aletas são muito finas e possuem alta condutividade térmica, o trocador de calor de placas com aletas pode atingir uma eficiência muito alta.
(2) Compacto. Como o trocador de calor de placas com aletas possui uma superfície secundária estendida, sua área superficial específica pode chegar a 1000㎡/m3.
(3) Leve. A razão é que ele é compacto e feito principalmente de liga de alumínio. Agora, aço, cobre, materiais compósitos, etc. também foram produzidos em massa.
(4) Forte adaptabilidade. O trocador de calor de placas aletadas pode ser usado para: troca de calor gás-gás, gás-líquido, líquido-líquido, entre vários fluidos e troca de calor por mudança de fase com mudanças de estado coletivo. Através do arranjo e combinação de canais de fluxo, ele pode se adaptar a diferentes condições de troca de calor, como contracorrente, fluxo cruzado, fluxo multifluxo e fluxo multipassagem. Através da combinação de série, paralelo e série-paralelo entre unidades, ele pode atender às necessidades de troca de calor de equipamentos de grande porte. Na indústria, pode ser padronizado e produzido em massa para reduzir custos, e a intercambialidade pode ser expandida através da combinação de blocos de construção.
(5) Os requisitos do processo de fabricação são rígidos e o processo é complicado.
(6) É fácil de entupir, não é resistente à corrosão e é difícil de limpar e reparar. Portanto, ele só pode ser usado em ocasiões onde o meio de troca de calor é limpo, não corrosivo, não é fácil de incrustar, não é fácil de depositar e não é fácil de entupir.
Do ponto de vista do mecanismo de transferência de calor, o trocador de calor de placas ainda pertence ao trocador de calor divisório. Sua principal característica é possuir uma superfície de transferência de calor secundária estendida (aleta), de modo que o processo de transferência de calor não é realizado apenas na superfície de transferência de calor primária (divisória), mas também na superfície de transferência de calor secundária. Além do calor do meio lateral de alta temperatura ser derramado no meio lateral de baixa temperatura a partir da superfície primária, parte do calor também é transferida ao longo da direção da altura da superfície da aleta, ou seja, ao longo da direção da altura do a aleta, a divisória derrama calor e, em seguida, o calor é transferido para o meio lateral de baixa temperatura por convecção. Como a altura da aleta excede em muito a espessura da aleta, o processo de condução de calor ao longo da direção da altura da aleta é semelhante à condução de calor de uma haste guia delgada e homogênea. Neste momento, a resistência térmica da aleta não pode ser ignorada. A temperatura mais alta em ambas as extremidades da aleta é igual à temperatura de partição. À medida que a aleta e o meio liberam calor por convecção, a temperatura continua a diminuir até atingir a temperatura média na área central da aleta.
Aplicação de trocadores de calor de placas aletadas
Os trocadores de calor de placas aletadas têm sido cada vez mais utilizados em vários setores industriais devido ao seu desempenho superior e tecnologia madura.
1. Equipamento de separação de ar: O uso de trocadores de calor de placas no trocador de calor principal, subresfriador, evaporador condensador e outros trocadores de calor de baixa temperatura de equipamentos de separação de ar pode economizar investimento em equipamentos e custos de instalação e reduzir o consumo de energia da unidade.
2. Petroquímico: Os trocadores de calor de aletas de placas têm as vantagens de grande capacidade de processamento, bom efeito de separação e baixo consumo de energia. Eles têm sido usados em processos como separação profunda a frio de etileno, lavagem sintética com nitrogênio amoniacal, gás natural, separação e liquefação de gases de campos petrolíferos.
3. Máquinas de engenharia: Após mais de 20 anos de pesquisa e prática, países ao redor do mundo produziram e usaram trocadores de calor de placas em automóveis, radiadores de locomotivas, resfriadores de óleo de escavadeiras, radiadores de refrigeradores e radiadores de transformadores de alta potência.
4. Supercondutividade e tecnologia espacial: O desenvolvimento da supercondutividade de baixa temperatura e da tecnologia espacial proporcionou uma nova maneira para a aplicação de trocadores de calor de placas aletadas. Trocadores de calor com aletas de placas foram usados tanto na espaçonave Apollo dos EUA quanto na espaçonave chinesa Shenzhou.
