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摘 要：本文从板式换热器的生产效率的问题进行分析，主要针对其生产效率中的选材、安装以及传热进行论述，通过版板式换热器的优化设计的讨论，对于其安装方法等工艺性能的优化设计进行了论证，期望能够对板式换热器的发展具有参考作用。
关键词：板式换热器；传热系统；优化设计
中图分类号：TK172 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0283-02
板式换热器是一种传热性能优异，高校紧凑的热能动力机械设备，在问世之后，由于受到市场的好评，因此得到了迅速的发展，在应用中不断提高生产工艺，随着工厂生产的优化，在换热器的设计技术上也不断进步，能够满足生产的需要[1]。
1 换热器的主要结构
换热器作为化工厂的重要设备之一，包含了长方形的薄金属，采用支架的夹紧组装的方式，进行了平行排列和组合，经过长方形的薄金属的构成，两相的邻半片的边缘，衬有垫片，压紧之后，达到了密封的目的，采用垫片的厚度，对两个板材间的流体通道大小进行了调解，每块板的4个角上，开了一个圆孔，在两个圆孔之间，产生了版面上的流道，两个圆孔的位置，在相邻的板上是错开的，分别形成了流体的通道，经过冷热流体交替的方式，通过金属板片的换热，每块金属板面经过冲压后，形成了凹凸规则的博文，增加传热面积之后，使得流体均匀地流过了板面，促使流体发生湍动，有利于传热。
在相同压力损失情况下，板式换热器各种板片之间形成薄矩形通道，板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。通过板片进行热量交换。比管式换热器，板式换热器是其传热系数的3～5倍。从优势上来说，具有占地面积小、热损失小的特点，占地面积为管式换热器的1/3，换热效率高、液—液、液汽进行热交换的理想设备。结构紧凑轻巧、热回收率可高达90%以上[2]。同时应用上十分广泛、使用寿命长等特点。
板式换热器的型式主要有框架式和钎焊式（可拆卸式）两大类，板片形式主要有瘤形板片、水平平直波纹板和人字形波纹板种。
2 换热器的应用
板式換热器通过热量进行交换之后，开始进行了批量的生产，已经扩大到民用建筑的集中供热，在20世纪70年代，传热系数和流动阻力高很多，采用常规的管壳式的换热器进行比较，在相同的泵动消耗功率的前提下，板式换热器在经过轻功、食品、机械部门的不断调试之后，随着高层建筑中的空调制冷设备的更新换代，在空调制冷领域里形成了非常高的声誉。
板式换热器在技术成熟后，结构紧凑的单位体积设备提供了总传热系数较高、拆卸方便的品种，适用范围非常广泛，单位面积也日益大型化。采用了无胶链接的技术，使得板式换热器在维护和安装上，节约了80%，由规格相当的板片，设计为两种不通的波形夹角，在扩大应用范围的前提下，能够满足不同的压力降要求的场合。板片材料的多样化，使用了高镉镍合金、不锈钢、合金材料等，如今还有石墨型的换热器。
3 换热器的优化设计
通过优化设计，能够在计算机基础上形成的新技术领域，产生非常好的指标。经过计算机设计的优化方案，在计算机辅助设计的重要组成部分的核心技术基础上，经过实践证明，减少投资10%左右，达到了好的设计能够达到的目标。
板式换热器依靠密封垫片的方式，在角孔的两道密封的支撑情况下，得到了足够的压紧力，在板式换热器的最高工作压力下，以单位面积2.5MPa每立方米的数值，采用工作压力和工作温度适合的状态，使得密封垫片能够承受的温度完全可以保证工作运行的稳定。用橡胶片进行弹性垫片的工作的时候，最高的工作温度可以达到200℃以上，用压缩石棉进行棉绒垫片的时候，最高的工作温度可以达到260℃，由于石棉绒垫片的弹性非常差，因此工作压力要相对较低，国内的板式换热器的散热和制造来说，与国外的差距较大，国内的开发地只有水平、人字形和斜波纹三种形式，经济的利用泵的功率和合理的选材，可以提高版式换热器的传热效率[3]。
不同的不锈钢板片应力腐蚀的发生率较高，选用冷热介质橡胶密封点材质的关键，可能由于腐蚀失效导致应力腐蚀、缝隙腐蚀、均匀腐蚀等，由氯离子的产生不会发生腐蚀性。要保证密封的性能，保持橡胶密封垫的状态下，达到耐温的性能，橡胶的密封垫材质，在换热器组装的时候，常用的安装方式为将胶水进行板片的密封，卡扣式、粘结式等，采用换热器的拆卸的方式，利用边缘的卡口结构和橡胶密封垫，使用橡胶密封垫，不断降低密封垫的损坏率，而且在换热器的组装的时候不会发生氯离子的板片的腐蚀，使用的方法也较多。
板式换热器在间壁之间进行传热的换热，冷热液体通过换热器的板片加以调整，板片和流体可以进行直接的接触，传热的方式为对流传热和热传导，提高版式换热器的传热效率，关键是提高对数平均温度差和传热系数，提高系数之后，同时还能提高板片的冷热，表面传热系数能够选用导热率高的板片，减少污垢层热阻，减少板片的厚度，有效提高换热器的传热系数，这些方法都是优化设计的方法。
4 板式换热器的传热系数的优化
（1）板片的波形包括了平直形、球形等，经过多年的研究和实验，通过提高表面传热系统，使得正弦的三角形能够保证流体在较小的流速下，产生了湍流以及波纹的断面状态，在获得较高的表面的热系数的基础上，采用板片波纹的几何构造的方式，进行介质的流动状态，在受压的状态下人字形板片表面的传热系数不断加大，受压后纹的夹角不断增大，应力分布均匀，形成了较高的表面传热系数，不断产生较大的表面传热系数，板间的流道内介质的流速不断增加。
（2）通过对污垢层的热阻力的减少，注意水质和粘性药剂，换热器的热阻的关键，例如板片的结垢的厚度大了1mm，而且要容易引起杂物，监测换热器冷热两侧的水质，应选用药剂，防止板片结垢，应采用专用的过滤器加以处理，还要选择没有粘性的药剂，如果水中有粘性杂物，传热系数可以降低10%，防止出现供热介质的药剂添加的状况，使得换热器的板片发生了粘结。 （3）在相同的工况下，提高对数的平均温度，是采用传热的驱动力的原理，将板面的两侧的流体间的温差进行测试。对于各种流动的形式，在求出平均温差的情况下，进行面积的平均值的计算，可以得到换热器的传热量，板式换热器的流型有顺流和逆流等形式，对数平均温差，逆流可以对数平均温差，混合流和顺流的情况下，采用接近逆流的混合流型的方法，确保二者的介质最小，提高换热器之后，降低冷测流体的温度的同时，对热侧流体的温度加以提高。
5 关于板式换热器的研究进展
板式换热器的优化设计效果是非常好的，这种设计的依托是实验研究，较有代表性的是经过对运行状况的研究，发现人字形的流阻特性和传热特性，通过类比关系，经过几十年的板式换热器的研究以及对波纹倾角的计算，采用有限扩散电流技术，将人字形的流通的传热速率，得到了阻力性能和传热性能的定性关系。板式换热器的試验，通过试验，对研究版型的几何参数以及板式换热器的创新版型进行影响力的分析，将板式换热器的数据加以论述，得到了一系列传热和流阻的综合关系式。目前对板式换热器进行计算流体力学的数值模拟，是将CFD有机地结合在一起，这一研究已经通过板式换热器的强化传热试验得到了验证，结果表明利用场协同积分余弦值的方式，能够对换热效果和匹配性的存在性和相关性产生一定的影响。
6 结 语
板式换热器作为换热设备，如今还要进一步缩短与国外同类器材水平先进性的差距。因为其优势是不仅仅是紧凑，而且非常高效，经过试验证明，绝大多数的工况下，进行国内板式换热器的试验研究，除了高压和高温等特殊状态下，在板式换热器的适用范围内，这种设备无论是焊接型的换热器，均可以替代管壳式的换热器，在应用涉及到了工业领域很多的适用范围以及特殊的介质条件，，在经过冷却、冷凝、加热之后，能够比碳钢换热器的投资低，因此在板式和管壳式换热器的竞争上较为激烈。
参考文献
[1]闫 飞.浅谈板式换热器的特点与优化设计[J].电子测试，2018（10）：90，89.
[2]李 旭.板式换热器的特点与优化设计[J].科技风，2017（20）：125.
[3]王东生.常压蒸馏装置原油换热网络优化与板式换热器的应用[J].炼油技术与工程，2017（1）：21～25.
收稿日期：2018-9-2
作者简介：陈 鑫（1985-），男，汉族，广西平南人，助理工程师，本科，主要从事机械设计工作。
关键词：板式换热器；传热系统；优化设计
中图分类号：TK172 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0283-02
板式换热器是一种传热性能优异，高校紧凑的热能动力机械设备，在问世之后，由于受到市场的好评，因此得到了迅速的发展，在应用中不断提高生产工艺，随着工厂生产的优化，在换热器的设计技术上也不断进步，能够满足生产的需要[1]。
1 换热器的主要结构
换热器作为化工厂的重要设备之一，包含了长方形的薄金属，采用支架的夹紧组装的方式，进行了平行排列和组合，经过长方形的薄金属的构成，两相的邻半片的边缘，衬有垫片，压紧之后，达到了密封的目的，采用垫片的厚度，对两个板材间的流体通道大小进行了调解，每块板的4个角上，开了一个圆孔，在两个圆孔之间，产生了版面上的流道，两个圆孔的位置，在相邻的板上是错开的，分别形成了流体的通道，经过冷热流体交替的方式，通过金属板片的换热，每块金属板面经过冲压后，形成了凹凸规则的博文，增加传热面积之后，使得流体均匀地流过了板面，促使流体发生湍动，有利于传热。
在相同压力损失情况下，板式换热器各种板片之间形成薄矩形通道，板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。通过板片进行热量交换。比管式换热器，板式换热器是其传热系数的3～5倍。从优势上来说，具有占地面积小、热损失小的特点，占地面积为管式换热器的1/3，换热效率高、液—液、液汽进行热交换的理想设备。结构紧凑轻巧、热回收率可高达90%以上[2]。同时应用上十分广泛、使用寿命长等特点。
板式换热器的型式主要有框架式和钎焊式（可拆卸式）两大类，板片形式主要有瘤形板片、水平平直波纹板和人字形波纹板种。
2 换热器的应用
板式換热器通过热量进行交换之后，开始进行了批量的生产，已经扩大到民用建筑的集中供热，在20世纪70年代，传热系数和流动阻力高很多，采用常规的管壳式的换热器进行比较，在相同的泵动消耗功率的前提下，板式换热器在经过轻功、食品、机械部门的不断调试之后，随着高层建筑中的空调制冷设备的更新换代，在空调制冷领域里形成了非常高的声誉。
板式换热器在技术成熟后，结构紧凑的单位体积设备提供了总传热系数较高、拆卸方便的品种，适用范围非常广泛，单位面积也日益大型化。采用了无胶链接的技术，使得板式换热器在维护和安装上，节约了80%，由规格相当的板片，设计为两种不通的波形夹角，在扩大应用范围的前提下，能够满足不同的压力降要求的场合。板片材料的多样化，使用了高镉镍合金、不锈钢、合金材料等，如今还有石墨型的换热器。
3 换热器的优化设计
通过优化设计，能够在计算机基础上形成的新技术领域，产生非常好的指标。经过计算机设计的优化方案，在计算机辅助设计的重要组成部分的核心技术基础上，经过实践证明，减少投资10%左右，达到了好的设计能够达到的目标。
板式换热器依靠密封垫片的方式，在角孔的两道密封的支撑情况下，得到了足够的压紧力，在板式换热器的最高工作压力下，以单位面积2.5MPa每立方米的数值，采用工作压力和工作温度适合的状态，使得密封垫片能够承受的温度完全可以保证工作运行的稳定。用橡胶片进行弹性垫片的工作的时候，最高的工作温度可以达到200℃以上，用压缩石棉进行棉绒垫片的时候，最高的工作温度可以达到260℃，由于石棉绒垫片的弹性非常差，因此工作压力要相对较低，国内的板式换热器的散热和制造来说，与国外的差距较大，国内的开发地只有水平、人字形和斜波纹三种形式，经济的利用泵的功率和合理的选材，可以提高版式换热器的传热效率[3]。
不同的不锈钢板片应力腐蚀的发生率较高，选用冷热介质橡胶密封点材质的关键，可能由于腐蚀失效导致应力腐蚀、缝隙腐蚀、均匀腐蚀等，由氯离子的产生不会发生腐蚀性。要保证密封的性能，保持橡胶密封垫的状态下，达到耐温的性能，橡胶的密封垫材质，在换热器组装的时候，常用的安装方式为将胶水进行板片的密封，卡扣式、粘结式等，采用换热器的拆卸的方式，利用边缘的卡口结构和橡胶密封垫，使用橡胶密封垫，不断降低密封垫的损坏率，而且在换热器的组装的时候不会发生氯离子的板片的腐蚀，使用的方法也较多。
板式换热器在间壁之间进行传热的换热，冷热液体通过换热器的板片加以调整，板片和流体可以进行直接的接触，传热的方式为对流传热和热传导，提高版式换热器的传热效率，关键是提高对数平均温度差和传热系数，提高系数之后，同时还能提高板片的冷热，表面传热系数能够选用导热率高的板片，减少污垢层热阻，减少板片的厚度，有效提高换热器的传热系数，这些方法都是优化设计的方法。
4 板式换热器的传热系数的优化
（1）板片的波形包括了平直形、球形等，经过多年的研究和实验，通过提高表面传热系统，使得正弦的三角形能够保证流体在较小的流速下，产生了湍流以及波纹的断面状态，在获得较高的表面的热系数的基础上，采用板片波纹的几何构造的方式，进行介质的流动状态，在受压的状态下人字形板片表面的传热系数不断加大，受压后纹的夹角不断增大，应力分布均匀，形成了较高的表面传热系数，不断产生较大的表面传热系数，板间的流道内介质的流速不断增加。
（2）通过对污垢层的热阻力的减少，注意水质和粘性药剂，换热器的热阻的关键，例如板片的结垢的厚度大了1mm，而且要容易引起杂物，监测换热器冷热两侧的水质，应选用药剂，防止板片结垢，应采用专用的过滤器加以处理，还要选择没有粘性的药剂，如果水中有粘性杂物，传热系数可以降低10%，防止出现供热介质的药剂添加的状况，使得换热器的板片发生了粘结。 （3）在相同的工况下，提高对数的平均温度，是采用传热的驱动力的原理，将板面的两侧的流体间的温差进行测试。对于各种流动的形式，在求出平均温差的情况下，进行面积的平均值的计算，可以得到换热器的传热量，板式换热器的流型有顺流和逆流等形式，对数平均温差，逆流可以对数平均温差，混合流和顺流的情况下，采用接近逆流的混合流型的方法，确保二者的介质最小，提高换热器之后，降低冷测流体的温度的同时，对热侧流体的温度加以提高。
5 关于板式换热器的研究进展
板式换热器的优化设计效果是非常好的，这种设计的依托是实验研究，较有代表性的是经过对运行状况的研究，发现人字形的流阻特性和传热特性，通过类比关系，经过几十年的板式换热器的研究以及对波纹倾角的计算，采用有限扩散电流技术，将人字形的流通的传热速率，得到了阻力性能和传热性能的定性关系。板式换热器的試验，通过试验，对研究版型的几何参数以及板式换热器的创新版型进行影响力的分析，将板式换热器的数据加以论述，得到了一系列传热和流阻的综合关系式。目前对板式换热器进行计算流体力学的数值模拟，是将CFD有机地结合在一起，这一研究已经通过板式换热器的强化传热试验得到了验证，结果表明利用场协同积分余弦值的方式，能够对换热效果和匹配性的存在性和相关性产生一定的影响。
6 结 语
板式换热器作为换热设备，如今还要进一步缩短与国外同类器材水平先进性的差距。因为其优势是不仅仅是紧凑，而且非常高效，经过试验证明，绝大多数的工况下，进行国内板式换热器的试验研究，除了高压和高温等特殊状态下，在板式换热器的适用范围内，这种设备无论是焊接型的换热器，均可以替代管壳式的换热器，在应用涉及到了工业领域很多的适用范围以及特殊的介质条件，，在经过冷却、冷凝、加热之后，能够比碳钢换热器的投资低，因此在板式和管壳式换热器的竞争上较为激烈。
参考文献
[1]闫 飞.浅谈板式换热器的特点与优化设计[J].电子测试，2018（10）：90，89.
[2]李 旭.板式换热器的特点与优化设计[J].科技风，2017（20）：125.
[3]王东生.常压蒸馏装置原油换热网络优化与板式换热器的应用[J].炼油技术与工程，2017（1）：21～25.
收稿日期：2018-9-2
作者简介：陈 鑫（1985-），男，汉族，广西平南人，助理工程师，本科，主要从事机械设计工作。