Топлообменниците с пластинчати ребра обикновено се състоят от прегради, ребра, уплътнения и направляващи лопатки. Ребра, направляващи лопатки и уплътнения се поставят между две съседни прегради, за да образуват сандвич, наречен канал. Такива сандвичи се подреждат в съответствие с различни модели на флуиден поток и се спояват в едно цяло, за да образуват пакет от плочи. Снопът от пластини е сърцевината на топлообменника пластина-перка.
Характеристики на пластинчатите топлообменници
(1) Висока ефективност на топлообмен. Тъй като ребрата нарушават течността, граничният слой постоянно се нарушава, така че има голям коефициент на топлопреминаване. В същото време, тъй като преградите и ребрата са много тънки и имат висока топлопроводимост, топлообменникът пластинчати перки може да постигне много висока ефективност.
(2) Компактен. Тъй като пластинчатият топлообменник има разширена вторична повърхност, неговата специфична повърхност може да достигне 1000㎡/m3.
(3) Лек. Причината е, че е компактен и изработен предимно от алуминиева сплав. Сега масово се произвеждат и стомана, мед, композитни материали и др.
(4) Силна адаптивност. Топлообменникът с пластинчати перки може да се използва за: газ-газ, газ-течност, течност-течност, топлообмен между различни флуиди и топлообмен с фазова промяна с колективни промени в състоянието. Чрез подреждането и комбинацията от канали за потока, той може да се адаптира към различни условия на топлообмен като противоток, напречен поток, многопоточен поток и многопроходен поток. Чрез комбинацията от последователни, паралелни и последователно-паралелни между модулите, той може да отговори на нуждите от топлообмен на голямо оборудване. В индустрията той може да бъде стандартизиран и масово произведен, за да се намалят разходите, а взаимозаменяемостта може да бъде разширена чрез комбинация от градивни блокове.
(5) Изискванията за производствения процес са строги и процесът е сложен.
(6) Лесно се запушва, не е устойчив на корозия и е труден за почистване и ремонт. Следователно, той може да се използва само в случаите, когато топлообменната среда е чиста, некорозивна, не е лесна за натрупване, не е лесна за отлагане и не е лесна за запушване.
От гледна точка на механизма за пренос на топлина, пластинчатият топлообменник все още принадлежи към преградния топлообменник. Основната му характеристика е, че има разширена вторична топлопреносна повърхност (перка), така че процесът на топлопренос не се извършва само върху първичната топлопреносна повърхност (преграда), но и върху вторичната топлопреносна повърхност. В допълнение към топлината от високотемпературната странична среда, която се излива в нискотемпературната странична среда от първичната повърхност, част от топлината също се пренася по посока на височината на повърхността на перката, тоест по посока на височината на перката, преградата излива топлина и след това топлината се прехвърля към нискотемпературната странична среда чрез конвекция. Тъй като височината на ребрата значително надвишава дебелината на ребрата, процесът на топлопроводимост по посока на височината на ребрата е подобен на топлопроводимостта на хомогенен тънък водещ прът. В този момент термичното съпротивление на перката не може да бъде пренебрегнато. Най-високата температура в двата края на перката е равна на температурата на разделяне. Тъй като перката и средата отделят топлина чрез конвекция, температурата продължава да намалява до температурата на средата в средната част на перката.
Приложение на пластинчати топлообменници
Топлообменниците с пластинчати ребра се използват все по-широко в различни промишлени сектори поради тяхната превъзходна производителност и зряла технология.
1. Оборудване за разделяне на въздуха: Използването на пластинчати топлообменници в главния топлообменник, преохладителя, изпарителя на кондензатора и други нискотемпературни топлообменници на оборудването за разделяне на въздуха може да спести инвестиции в оборудването и разходи за инсталиране и да намали консумацията на енергия на единица.
2. Нефтохимия: Топлообменниците с пластинчати ребра имат предимствата на голям капацитет за обработка, добър ефект на разделяне и ниска консумация на енергия. Те са били използвани в процеси като дълбоко студено отделяне на етилен, синтетично промиване с амонячен азот, природен газ, разделяне на газове от нефтени находища и втечняване.
3. Инженерни машини: След повече от 20 години изследвания и практика страните по света масово произвеждат и използват пластинчати топлообменници в автомобили, локомотивни радиатори, маслени охладители за багери, хладилни радиатори и трансформаторни радиатори с висока мощност.
4. Свръхпроводимост и космическа технология: Развитието на нискотемпературната свръхпроводимост и космическата технология осигури нов начин за прилагане на пластинчати топлообменници. Пластинчатите топлообменници са използвани както в американския космически кораб Apollo, така и в китайския космически кораб Shenzhou.
