Introduction de l'échangeur de chaleur à plaques et ailettes
plaque d'aluminium Échangeur de chaleur à ailettes Un échangeur de chaleur à plaques et ailettes est généralement composé de cloisons, d'ailettes, de joints d'étanchéité et de déflecteurs. Les ailettes, les déflecteurs et les joints d'étanchéité sont placés entre deux cloisons adjacentes pour former une couche intermédiaire, appelée canal. Ces couches intermédiaires sont empilées selon différentes méthodes de circulation des fluides et brasées pour former un faisceau de plaques. Ce faisceau de plaques constitue le cœur de l'échangeur. Les échangeurs de chaleur à plaques et ailettes sont largement utilisés dans les industries pétrolières, chimiques, de traitement du gaz naturel et autres.
Caractéristiques d'un échangeur de chaleur à plaques et ailettes
(1) L'efficacité du transfert de chaleur est élevée. Grâce à la perturbation du fluide par les ailettes, la couche limite est continuellement rompue, ce qui lui confère un coefficient de transfert de chaleur élevé ; de plus, la faible épaisseur du séparateur et des ailettes, associée à leur conductivité thermique élevée, permet à l'échangeur de chaleur à plaques et ailettes d'atteindre un rendement élevé.
(2) Compact, puisque l'échangeur de chaleur à ailettes plates possède une surface secondaire étendue, sa surface spécifique peut atteindre 1000㎡/m3.
(3) Léger, car il est compact et principalement fabriqué en alliage d'aluminium, et maintenant l'acier, le cuivre, les matériaux composites, etc. sont également produits en masse.
(4) Grâce à sa grande adaptabilité, l'échangeur de chaleur à plaques et ailettes peut être utilisé pour l'échange thermique entre différents fluides et pour les transferts de chaleur lors de changements de phase. La disposition et la combinaison des canaux d'écoulement permettent de s'adapter à diverses conditions d'échange thermique, telles que les écoulements à contre-courant, croisés, multiflux et multipasses. Les besoins en échange thermique des équipements de grande taille peuvent être satisfaits par la combinaison de connexions en série, en parallèle et série-parallèle entre les unités. En production industrielle, il peut être optimisé et fabriqué en série pour réduire les coûts, et son interchangeabilité peut être étendue grâce à l'assemblage de modules.
(5) Le processus de fabrication de l'échangeur de chaleur à plaques et ailettes a des exigences strictes et un processus complexe.
Principe de fonctionnement d'un échangeur de chaleur à plaques et ailettes
De par son principe de fonctionnement, l'échangeur de chaleur à plaques et ailettes appartient à la catégorie des échangeurs à parois cloisonnées. Sa principale caractéristique réside dans sa surface d'échange thermique secondaire étendue (ailettes). Ainsi, le transfert de chaleur s'effectue non seulement sur la surface d'échange thermique primaire (plaque de séparation), mais également sur la surface secondaire. La chaleur du fluide chaud est d'abord transférée au fluide froid, et une partie de cette chaleur est transférée verticalement à travers les ailettes. Autrement dit, la chaleur est répartie verticalement le long des ailettes, puis transférée par convection au fluide froid. La hauteur des ailettes étant largement supérieure à leur épaisseur, la conduction thermique verticale est similaire à celle d'une tige de guidage mince et homogène. Dans ce cas, la résistance thermique des ailettes devient non négligeable. La température maximale aux deux extrémités de l'ailette est égale à la température de la cloison, et avec le dégagement de chaleur par convection entre l'ailette et le milieu, la température continue de diminuer jusqu'à la température du milieu au milieu de l'ailette.