1、 1 板式换热器毕业设计 第一章 概 论 1.1 综 述 1.1.1 板式换热器发展简史 目前板式换热器已成为高效、紧凑的热交换设备，大量地应用于工业中。它 的发展已有一百多年的历史。 德国在 1878 年发明了板式换热器，并获得专利，到 1886 年，由法国 M.Malvazin 首次设计出沟道板板式换热器，并在葡萄酒生产中用于灭菌。APV 公司的 R.Seligman 在 1923 年成功地设计了可以成批生产的板式换热器， 开始时 是运用很多铸造青铜板片组合在一起，很像板框式压滤机。1930 年以后，才有 不锈钢或铜薄板压制的波纹板片板式换热器，板片四周用垫片密封，从此板式换 热器的板片，
2、由沟道板的形式跨入了现代用薄板压制的波纹板形式，为板式换热 器的发展奠定了基础。 与此同时，流体力学与传热学的发展对板式换热器的发展做出了重要的贡献， 也是板式换热器设计开发最重要的技术理论依据。如：19 世纪末到 20 世纪初， 雷诺（Reynolds）用实验证实了层流和紊流的客观存在，提出了雷诺数为流 动阻力和损失奠定了基础。此外，在流体、传热方面有杰出贡献的学者还有瑞利 （Reyleigh） 、普朗特（Prandtl） 、库塔（Kutta） 、儒可夫斯基（ ） 、 钱学森、周培源、吴仲华等。 通过广泛的应用与实践，人们加深了对板式换热器优越性的认识，随着应用 领域的扩大和制造技术的进步，
3、使板式换热器的发展加快，目前已成为很重要的 换热设备。 近几十年来，板式换热器的技术发展，可以归纳为以下几个方面。 1：研究高效的波纹板片。初期的板片是铣制的沟道板，至三四十年代，才 用薄金属板压制成波纹板，相继出现水平平直波纹、阶梯形波纹、人字形波纹等 形式繁多的波纹片。 同一种形式的波纹， 又对其波纹的断面尺寸波纹的高度、 节距、圆角等进行大量的研究，同时也发展了一些特殊用途的板片。 2：研究适用于腐蚀介质的板片、垫片材料及涂（镀）层。 2 3：研究提高使用压力和使用温度。 4：发展大型板式换热器。 5：研究板式换热器的传热和流体阻力。 6：研究板式换热器提高换热综合效率的可能途径。 1.
4、1.2 我国设计制造应用情况 我国板式换热器的研究、设计、制造，开始于六十年代。 1965 年，兰州石油化工机器厂根据一些资料设计、制造了单板换热器面积 为0.52m 2的水平平直波纹板片的板式换热器， 这是我国首家生产的板式换热器， 供造纸厂、维尼纶厂等使用。八十年代初期，该厂又引进了 W.Schmidt 公司的板 式换热器制造技术，增加了板式换热器的品种。 1967 年，兰州石油机械研究所对板片的六种波纹型式作了对比试验，肯定 了人字形波纹的优点，并于 1971 年制造了我国第一台人字形波纹板片（单板换 热面积为 0.3m 2）的板式换热器，这对于我国板式换热器采用波纹型式的决策起 了重要
5、的作用。1983 年，兰州石油机械研究所组织了板式换热器技术交流会， 对板片的制造材料、板片波纹型式、单片换热面积、板式换热器的应用等方面进 行了讨论，促进了我国板式换热器的发展。国家石油钻采炼化设备质量监测中心 还对板式换热器的性能进行了大量的测定。 清华大学于八十年代初期，对板式换热器的换热、流体阻力和优化等方面进 行了理论研究，认为板式换热器的换热，以板间横向绕流作为换热物理模型，该 校还对板式换热器的热工性能评价指标及板式换热器的计算机辅助设计进行了 研究。近几十年来，他们还作了大量的国产板片的性能测定。 河北工学院就板式换热器的流体阻力问题进行了研究， 认为只有当板片两侧 的压差相等
6、或压差很小时，板片以自身的刚性使板间距保持在设计值上，否则板 片会发生变形，致使板间距发生变化，出现受压通道和扩张通道。其次，他们把 板式换热器的流体阻力分解为板间流道阻力和角孔道阻力（包括进、出口管）进 行整理，得到一种新的流体阻力计算公式。 天津大学对板式换热器的两相流换热及其流体主力计算进行了大量的研究， 得出考虑因素比较全面的换热计算公式。 近年来， 研制了非对称型的板式换热器， 3 进行了国产板式换热器的性能测定及优化设计等工作。 华南理工大学、大连理工大学等高等院校和科研单位，也对板式换热器的换 热、流体阻力理论或工程应用方面作了很多有益的工作。 进入二十一世纪以来，我过的板式换热器研究取得了长足的进步，在借鉴国 外先进经验的同时，也逐渐形成了自己的一套设计开发模式，与世界领先技术的 差距进一步缩小。我国板式换热器的制造厂家有四五十家、年产各种板式换热器 数千台计，但是我国的板式换热器的应用远不及国外，这与人们对板式换热器的 了解程度、使用习惯以及国内产品的水平有关。七十年代，板式换热器主要应用 于食品、轻
