全焊接板式換熱器是如何實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的？

全焊接板式換熱器的熱量傳遞主要根據(jù)間壁式傳熱原理，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的金屬板片作為傳熱介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)冷熱兩種流體之間的熱量高效交換，它的傳熱過(guò)程需經(jīng)歷流體對(duì)板片的對(duì)流換熱-板片內(nèi)部的熱傳導(dǎo)-板片對(duì)另一流體的對(duì)流換熱三個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)還要借助板片結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱效果，確保板式換熱器熱量傳遞高效、穩(wěn)定。理解艾克森全焊接板式換熱器的熱量傳遞機(jī)制，需要從傳熱原理、板片結(jié)構(gòu)作用及傳熱過(guò)程細(xì)節(jié)三個(gè)方面進(jìn)行分析。

1.從基礎(chǔ)傳熱原理來(lái)看，全焊式板式換熱器的熱量傳遞本質(zhì)是熱能在不同介質(zhì)間的傳遞與轉(zhuǎn)移。由于冷熱流體存在溫度差，這是熱量傳遞的根本驅(qū)動(dòng)力，熱能會(huì)自發(fā)從高溫流體向低溫流體傳遞。但因冷熱流體被金屬板片分隔，熱量無(wú)法直接傳遞，需通過(guò)對(duì)流-傳導(dǎo)-對(duì)流的復(fù)合傳熱路徑完成。其中，對(duì)流換熱發(fā)生在流體與板片表面的接觸界面，高溫流體將熱量傳遞給板片壁面，低溫流體則從板片壁面吸收熱量；熱傳導(dǎo)則發(fā)生在板片內(nèi)部，熱量通過(guò)金屬原子的熱運(yùn)動(dòng)從高溫側(cè)壁面?zhèn)鬟f到低溫側(cè)壁面，金屬材料的高導(dǎo)熱性為這一過(guò)程提供了保障。

2.全焊接板式換熱器的板片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是強(qiáng)化熱量傳遞的重點(diǎn)。與普通板式換熱器類似，艾克森板式換熱器的板片通常采用波紋狀設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)的主要作用有兩點(diǎn)：一是增大板片的有效傳熱面積，相比平整板片，波紋板片的表面積可提升30%-50%，增加了流體與板片的接觸面積，為對(duì)流換熱提供了更多載體；二是破壞流體邊界層，促進(jìn)流體湍動(dòng)，當(dāng)流體流經(jīng)波紋板片時(shí)，波紋結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生擾流作用，打破板片表面的層流邊界層，使流體形成湍流狀態(tài)，提升對(duì)流換熱系數(shù)

3.艾克森全焊接換熱器的板片還通過(guò)焊接密封能夠形成獨(dú)立流道，確保冷熱流體在各自流道內(nèi)流動(dòng)，以免穿線串流，同時(shí)流道間距精準(zhǔn)控制，既保證流體順暢流動(dòng)，又縮短熱量傳遞路徑，提升熱傳導(dǎo)效率。具體傳熱過(guò)程可分為四個(gè)步驟：第一步，高溫流體在流道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，通過(guò)對(duì)流換熱將熱量傳遞給板片的高溫側(cè)壁面，此時(shí)高溫流體溫度逐漸降低；第二步，熱量在板片內(nèi)部通過(guò)熱傳導(dǎo)從高溫側(cè)壁面?zhèn)鬟f到低溫側(cè)壁面，由于板片厚度較薄且金屬導(dǎo)熱系數(shù)高，這一過(guò)程阻力小、速度快；第三步，板片低溫側(cè)壁面通過(guò)對(duì)流換熱將熱量傳遞給流道內(nèi)的低溫流體，低溫流體溫度逐漸升高；第四步，完成熱量交換的高溫流體和低溫流體分別從各自出口流出，實(shí)現(xiàn)熱量的有效轉(zhuǎn)移。在整個(gè)過(guò)程中，板片的波紋結(jié)構(gòu)持續(xù)強(qiáng)化對(duì)流換熱效果，而全焊密封結(jié)構(gòu)則保證了流道的密封性和穩(wěn)定性，為熱量傳遞提供了可靠環(huán)境。

全焊接板式換熱器通過(guò)對(duì)流-傳導(dǎo)-對(duì)流的復(fù)合傳熱路徑能夠?qū)崿F(xiàn)熱量傳遞，是依靠于溫度差的驅(qū)動(dòng)力和金屬板片的傳熱載體作用，同時(shí)借助波紋板片結(jié)構(gòu)來(lái)強(qiáng)化傳熱效果。這種艾克森全焊接板式換熱器的傳熱機(jī)制既保證了冷熱流體的隔離性，又實(shí)現(xiàn)了高效的熱量轉(zhuǎn)移，使它更適用于多種高溫高壓換熱工況。