Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm thường bao gồm vách ngăn, vây, vòng đệm và tấm dẫn hướng. Các vây, thanh dẫn hướng và vòng đệm được đặt giữa hai vách ngăn liền kề để tạo thành một lớp xen kẽ, được gọi là kênh. Lớp xen kẽ được xếp chồng lên nhau theo các cách khác nhau của chất lỏng và được hàn thành một khối để tạo thành một bó tấm. Bó tấm là cốt lõi của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.
Sự xuất hiện của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đã cải thiện hiệu suất trao đổi nhiệt của bộ trao đổi nhiệt lên một tầm cao mới và bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có ưu điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và có thể xử lý nhiều loại phương tiện . Hiện nay, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đã được sử dụng rộng rãi trong dầu khí, hóa chất, chế biến khí tự nhiên và các ngành công nghiệp khác.
Đặc điểm của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm
(1) Hiệu suất truyền nhiệt cao, do sự xáo trộn của vây với chất lỏng, lớp ranh giới liên tục bị phá vỡ nên có hệ số truyền nhiệt lớn; Đồng thời, do vách ngăn và vây rất mỏng và có độ dẫn nhiệt cao nên bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có thể đạt hiệu quả cao.
(2) Nhỏ gọn, do bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có bề mặt thứ cấp mở rộng nên diện tích bề mặt riêng của nó có thể đạt tới 1000㎡/m3.
(3) Nhẹ, lý do là nhỏ gọn và chủ yếu được làm bằng hợp kim nhôm. Hiện nay thép, đồng, vật liệu composite, v.v. cũng đã được sản xuất hàng loạt.
(4) Khả năng thích ứng mạnh, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có thể được áp dụng cho: khí - khí, khí - lỏng, lỏng - lỏng, tất cả các loại chất lỏng giữa quá trình truyền nhiệt và chuyển pha của nhiệt thay đổi trạng thái cài đặt. Thông qua việc sắp xếp và kết hợp các kênh dòng chảy có thể thích ứng với: dòng chảy ngược, dòng chéo, dòng đa dòng, dòng đa quá trình và các điều kiện truyền nhiệt khác nhau. Sự kết hợp nối tiếp, song song và nối tiếp song song giữa các đơn vị có thể đáp ứng nhu cầu trao đổi nhiệt của các thiết bị lớn. Trong công nghiệp, nó có thể được hoàn thiện và sản xuất hàng loạt để giảm chi phí và mở rộng khả năng thay thế lẫn nhau thông qua việc kết hợp các khối xây dựng.
(5) Yêu cầu quy trình sản xuất nghiêm ngặt, quy trình phức tạp.
(6) Dễ dàng cắm, chống ăn mòn, làm sạch và bảo trì rất khó khăn, vì vậy nó chỉ có thể được sử dụng cho môi trường trao đổi nhiệt sạch sẽ, không ăn mòn, không dễ đóng cặn, không dễ lắng đọng, không dễ cắm dịp.
Cấu trúc trao đổi nhiệt dạng tấm:
Nó thường bao gồm các vách ngăn, vây, vòng đệm và dẫn hướng dòng chảy. Các vây, thanh dẫn hướng và vòng đệm được đặt giữa hai vách ngăn liền kề để tạo thành một chiếc bánh sandwich, được gọi là kênh. Bánh sandwich được xếp chồng lên nhau theo các cách chất lỏng khác nhau và hàn thành một khối để tạo thành một bó đĩa. Bó tấm là cốt lõi của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, với đầu, vòi phun, giá đỡ cần thiết, v.v. để tạo thành bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.
Nguyên lý làm việc của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm
Từ cơ chế truyền nhiệt, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm vẫn thuộc về bộ trao đổi nhiệt giữa các vách. Đặc điểm chính của nó là có bề mặt truyền nhiệt thứ cấp (vây) mở rộng nên quá trình truyền nhiệt không chỉ được thực hiện trên bề mặt truyền nhiệt sơ cấp (tách phân cách) mà còn trên bề mặt truyền nhiệt thứ cấp cùng một lúc. Nhiệt của môi trường ở phía nhiệt độ cao không chỉ được truyền vào môi trường ở phía nhiệt độ thấp một lần mà còn truyền một phần nhiệt dọc theo hướng chiều cao bề mặt vây, nghĩa là dọc theo hướng chiều cao vây , nhiệt được truyền vào vách ngăn, sau đó nhiệt được truyền sang môi trường ở phía có nhiệt độ thấp. Do chiều cao của vây vượt quá độ dày của vây nên quá trình dẫn nhiệt dọc theo hướng chiều cao của vây tương tự như sự dẫn nhiệt của một thanh dẫn hướng dài đồng nhất. Trong trường hợp này, không thể bỏ qua điện trở nhiệt của vây. Nhiệt độ tối đa ở hai đầu vây bằng nhiệt độ của vách ngăn. Với sự đối lưu và tỏa nhiệt giữa vây và môi trường, nhiệt độ giảm liên tục cho đến khi đạt nhiệt độ môi trường ở vùng giữa của vây.
