Материалы для изготовления пластин теплообменника

Виды пластин

Основной элемент теплообменника – пластина. Это тонкий лист металла, на поверхности которого прессом (под давлением до 40 тыс. тонн) проделаны неглубокие рифленые бороздки. Они расположены под различными углами – 30 или 60 градусов. При сборке пакета эти бороздки разворачиваются под угол в 180 градусов, между ними возникают каналы, предназначенные для протекания рабочих жидкостей. Это подлежащий нагреву и греющий теплоносители, между которым происходит теплообмен.

Конструкция пластинчатого теплообменника состоит из плотно примыкающих друг к другу плиток, образующих щелевидные каналы. На внешних поверхностях по контуру проделаны углубления под установку резинового уплотнителя.

В теплообменнике устанавливается два типа пластин:

• перемещающаяся прижимная;

•  стационарная (находящаяся постоянно в неподвижном состоянии).

Пластины производятся способом штамповки, в зависимости от назначения имеют толщину от 0,4 до 1,0 мм. Для изготовления используются инертные металлы, устойчивые к коррозионным процессам. Чаще всего применяются:

• титан;

• нержавеющая сталь марки AISI316 или AISI304;

• различные тугоплавкие сплавы, например, 254SMO.

Технические характеристики элементов:

• общее количество пар пластинок в комплекте – не менее 7 (в зависимости от области применения теплообменника);

• рабочая температура – до 180 градусов;

• предельно допустимое внутреннее давление – не выше 25 атмосфер.

Пластины могут совмещаться в разных сочетаниях и различного профиля. За счет чередования достигается максимальная эффективность теплообмена в конкретных условиях эксплуатации.

Типы каналов

Пластины в теплообменных устройствах соединяются каналами трех типов:

1. TL – каналы с жесткой конструкцией между двумя поверхностями. Угол рифления составляет 30 градусов. Обеспечивают наиболее продуктивный способ передачи тепловой энергии, обладают значительным гидравлическим сопротивлением.

2. ТК – каналы мягкие, устраиваемые между парой пластин, с рифлением под 60 градусов. При относительно малом гидравлическом сопротивлении отличаются низким коэффициентом теплопередачи.

3. ТМ – канал, устраиваемый между парой пластин с различными углами рифления: один – под 40 градусов, другой – под 60. Отличается средними параметрами гидравлического сопротивления и теплопередачи средние.

Каналы различаются по площади сечения. Широкие применяются для работы со средами более вязкими (нефть и продукты ее переработки, кисломолочные пищевые продукты). Пластины обычного сечения более распространены, необходимы для работы с жидкостями (вода, сусло, гликоли, невязкие масла) и паром.

Благодаря возможности установки пластин, использования каналов различной конструкции, теплообменники часто изготавливаются с комплектующими, подобранными под определенные требования и условия работы по таким параметрам:

• рабочему давлению;

• гидравлическому сопротивлению;

• размерам оборудования;

• конечной стоимости разборного теплообменника.

Принцип работы

В каждой пластине теплообменника имеется по 2 пары отверстий отверстия:

• 2 – по одной для подведения теплоносителя и его отвода;

• 2 – для плотного соединения элементов, а также отделения холодной жидкости от горячей.

Перемещение теплоносителя осуществляется под воздействием вихревых потоков и водяных петель, благодаря которым обеспечивается теплообмен даже при небольшом гидравлическом сопротивлении. При этом минимизируется образование накипи на стенках пластин, а также достигается максимальный КПД. Последний в немалой степени зависит и от количества пластин, установленных в теплообменнике Ридан (или какого-либо другого бренда) – чем их больше, тем выше производительность прибора.

Пластины – основной элемент теплообменников. От их количества, материала, из которого они изготовлены, зависит мощность и эффективность работы и самого прибора, и всей системы.