Plakalı ısı değiştiriciler genellikle saptırma plakaları, kanatçıklar, contalar ve kılavuz kanatlardan oluşur. Kanatlar, kılavuz kanatlar ve contalar, kanal adı verilen bir sandviç oluşturacak şekilde iki bitişik saptırma plakası arasına yerleştirilir. Bu tür sandviçler, farklı akışkan akış modellerine göre istiflenir ve bir plaka demeti oluşturmak üzere bir bütün halinde lehimlenir. Plaka demeti, plaka kanatlı ısı değiştiricinin çekirdeğidir.
Plakalı ısı değiştiricilerin özellikleri
(1) Yüksek ısı transfer verimliliği. Kanatçıklar akışkanı rahatsız ettiğinden sınır tabakası sürekli olarak kırılır, dolayısıyla büyük bir ısı transfer katsayısına sahiptir. Aynı zamanda bölmeler ve kanatçıklar çok ince olduğundan ve ısı iletkenliği yüksek olduğundan plakalı ısı değiştirici ile çok yüksek verim elde edilebilmektedir.
(2) Kompakt. Plakalı ısı eşanjörünün genişletilmiş bir ikincil yüzeyi olduğundan, spesifik yüzey alanı 1000㎡/m3'e ulaşabilir.
(3) Hafif. Bunun nedeni kompakt olması ve çoğunlukla alüminyum alaşımından yapılmış olmasıdır. Artık çelik, bakır, kompozit malzemeler vb. de seri üretiliyor.
(4) Güçlü uyarlanabilirlik. Plakalı ısı eşanjörü şu amaçlarla kullanılabilir: gaz-gaz, gaz-sıvı, sıvı-sıvı, çeşitli akışkanlar arasındaki ısı alışverişi ve kolektif durum değişiklikleriyle faz değişimi ısı değişimi. Akış kanallarının düzenlenmesi ve kombinasyonu sayesinde karşı akım, çapraz akış, çok akışlı akış ve çok geçişli akış gibi farklı ısı değişim koşullarına uyum sağlayabilir. Üniteler arası seri, paralel ve seri-paralel kombinasyonu sayesinde büyük ekipmanların ısı değişim ihtiyaçlarını karşılayabilir. Endüstride maliyetleri azaltmak için standartlaştırılabilir ve seri üretilebilir ve yapı taşı kombinasyonu yoluyla değiştirilebilirlik genişletilebilir.
(5) Üretim süreci gereksinimleri katıdır ve süreç karmaşıktır.
(6) Tıkanması kolaydır, korozyona dayanıklı değildir ve temizlenmesi ve onarılması zordur. Bu nedenle, yalnızca ısı değişim ortamının temiz, aşındırıcı olmadığı, ölçeklenmesinin kolay olmadığı, birikmesinin kolay olmadığı ve tıkanmasının kolay olmadığı durumlarda kullanılabilir.
Isı transfer mekanizması açısından bakıldığında, plakalı ısı değiştirici hala bölmeli ısı değiştiriciye aittir. Başlıca özelliği, uzatılmış bir ikincil ısı transfer yüzeyine (kanatçığa) sahip olmasıdır, böylece ısı transfer işlemi sadece birincil ısı transfer yüzeyinde (bölme) değil, aynı zamanda ikincil ısı transfer yüzeyinde de gerçekleştirilir. Yüksek sıcaklık yan ortamından gelen ısının birincil yüzeyden düşük sıcaklık yan ortama dökülmesine ek olarak, ısının bir kısmı da kanat yüzeyinin yükseklik yönü boyunca, yani kanat yüzeyinin yükseklik yönü boyunca aktarılır. kanatçık, bölme ısıyı döker ve daha sonra ısı, konveksiyon yoluyla düşük sıcaklıklı yan ortama aktarılır. Kanat yüksekliği kanat kalınlığını büyük ölçüde aştığı için kanat yüksekliği yönü boyunca ısı iletim süreci, homojen ince bir kılavuz çubuğun ısı iletimine benzer. Bu durumda kanadın termal direnci göz ardı edilemez. Kanadın her iki ucundaki en yüksek sıcaklık, bölme sıcaklığına eşittir. Kanat ve ortam, konveksiyon yoluyla ısı açığa çıkardıkça, kanatçığın orta bölgesindeki ortam sıcaklığına kadar sıcaklık düşmeye devam eder.
Plakalı ısı değiştiricilerin uygulanması
Plakalı ısı eşanjörleri, üstün performansları ve olgun teknolojileri nedeniyle çeşitli endüstriyel sektörlerde giderek yaygın olarak kullanılmaktadır.
1. Hava ayırma ekipmanı: Ana ısı eşanjöründe, alt soğutucuda, kondenser evaporatörde ve hava ayırma ekipmanının diğer düşük sıcaklıklı ısı eşanjörlerinde plaka kanatlı ısı eşanjörlerinin kullanılması, ekipman yatırımı ve kurulum maliyetlerinden tasarruf sağlayabilir ve ünite enerji tüketimini azaltabilir.
2. Petrokimya: Plakalı ısı eşanjörleri, büyük işleme kapasitesi, iyi ayırma etkisi ve düşük enerji tüketimi gibi avantajlara sahiptir. Etilenin derin soğuk ayrıştırılması, sentetik amonyak nitrojenin yıkanması, doğal gaz, petrol sahası gazı ayrıştırılması ve sıvılaştırma gibi işlemlerde kullanılmıştır.
3. Mühendislik makineleri: 20 yılı aşkın araştırma ve uygulamadan sonra, dünyanın dört bir yanındaki ülkeler otomobillerde, lokomotif radyatörlerinde, ekskavatör yağ soğutucularında, buzdolabı radyatörlerinde ve yüksek güçlü transformatör radyatörlerinde seri üretime geçti ve plaka kanatlı ısı eşanjörlerini kullandı.
4. Süperiletkenlik ve uzay teknolojisi: Düşük sıcaklıkta süperiletkenlik ve uzay teknolojisinin gelişimi, plaka kanatlı ısı değiştiricilerin uygulanması için yeni bir yol sağlamıştır. Plakalı ısı eşanjörleri hem ABD Apollo uzay aracında hem de Çin Shenzhou uzay aracında kullanıldı.
