现在,国际上对于三股流板的式换热器的学习研究正在走向更加深入的发展,主要集中体现在下列几个方面。
1. 耐腐蚀、耐高压、耐高温和的新型号板翅式换热器的研发
即使板翅式换热器的好处已得到公众认可,但人们仍然坚持着对适应性更加广泛,特别是能够忍耐更高的压力、耐腐蚀和耐高温、不易结污垢的新型号板翅式换热器的探索。来自日本的仲摩信人的实验表明,铝碳钎维复合材料做成的板翅式换热器能够承受最高35MPa的压力。来自南京化工大学研发的石墨改性碳纤维增强聚四氟乙烯板翅式换热器,拥有超强的耐腐蚀和抗结污垢的能力,能够在石油化工领域等很多恶劣的工作条件下使用。由特殊的陶瓷材料制造而成的板翅式换热器,能承受1000℃以上的高温。出于航天、超导及电子等工业行业的要求,各种微小型板翅式换热器的研发与改良正方兴未艾。 64356
2.真空钎焊工艺的发展和改进以及新型制造工艺的研发
与铝板翅式换热器相关的真空钎焊工艺已经比较成熟,但钛以及不锈钢板翅式换热器的真空钎焊工艺还需要进一步的改进和完善。采用钎焊技术制造板翅式换热器,很难大幅度提高其耐压能力。扩散熔合焊为大幅度提高板翅式换热器的耐压能力提供新的途径。英国洛尔斯-罗伊思公司采用超塑性成型和扩散熔合的技术生产出一种可在35MPa下运行的钛板翅式换热器。英国马尔斯顿公司研究应用扩散焊法(激光焊和电子束焊)生产不锈钢板翅式换热器。论文网
3.基于CFD技术的传热、流动及防结垢研究
关于传热、流动及防结垢的研究主要有以下几个方面 (1)传热、压降系数及有关关联式 目前这些系数和关联式还不齐备,有许多工业上用的传热表面的数据不全或缺少可用的关联式,对于传热单元数NTU较大的情况,试验技术有较大的误差,有待于改进,翅片与隔板联接的热阻及其对整个传热过程的影响也需要更进一步研究。
(2)传热机理和各种传热表面的数值解 由于仅仅掌握经验关系式并不能最终解决开发新的传热表面、强化传热和精确设计等问题,研究工作者越来越多地把精力投入到应用CFD技术求传热与流动的数值解方面,以期建立模拟传热和流动的数值模型,并通过计算来预测新型表面的传热及阻力系数及其关系。
(3)伴有相变及两相流的传热及流动相对于单相流的传热与流动,这一方面的研究显得很薄弱,今后仍是重点研究的一个领域。
(4)防结垢问题 气侧结垢一般并不十分严重,但是传热面紧凑程度越高,其水力直径Dh越小,垢层对流道截面减小的影响就越大,因而这一问题仍然是工业界最为关心的问题之一。
(5)其它问题 物性变化的影响、表面选择方法、如何从结构上保证流体均布、流道如何合理布置以及纵向导热影响等多方面的问题在设计中一直未彻底解决,仍然有待进一步研究。
4.计算机辅助工程(CAE)技术的应用
CAE研究将集中在计算机优化设计、计算机参数化绘图、计算机快速创型和快速报价系统等几方面。
5.应用领域的进一步拓宽
在化学工业中,利用板翅式换热器作为反应器的研究已进行多年,使板翅式换热器除了起换热作用外,还同时完成其它功能如传热反应等一直是工业界关心的问题。在核能、宇航、超导等尖端技术中应用板翅式换热器还遇到不少问题。随着板翅式换热器技术的进一步发展与完善,可以预期其应用领域将不断拓宽。