板式换热器直通道内流动传热特性研究

朱睿颖　马喜振

摘 要：板式换热器因换热效率高而具有广阔的应用前景。本文研究了板式换热器直通道内的流动传热特性，通过建立三维模型、数值模拟得到了直通道内流体的流场和温度场分布，研究了雷诺系数对流动和传热的影响。

关键词：板式换热器;微通道;传热;雷诺系数

中图分类号：TK172 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）25-0045-03

Research on Flow and Heat Transfer Characteristics in the Straight Channel of Plate Heat Exchanger

ZHU Ruiying MA Xizhen

（The Boiler & Pressure Vessel Safety Inspection Institute of Henan Province， Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Plate heat exchangers have broad application prospect due to their high heat transfer efficiency. In this paper， the flow and heat transfer characteristics in the straight channel of the plate heat exchanger are studied. Through the establishment of a three-dimensional model， the distribution of the flow field and temperature field in the straight channel is obtained by numerical simulation， and the influence of Reynolds coefficient on the flow and heat transfer is studied.

Keywords： plate heat exchanger;microchannel;heat transfer;Reynolds coefficient

板式换热器的芯体由金属板片交替叠加排列经扩散焊接技术连接构成。板片上多分布着半圆形结构的微型流体通道，而该微型通道一般是通过光化学刻蚀技术形成的，因而板式换热器具有结构紧凑、传热效率高和传热系数高等特点[1]。

板式换热器的单元换热效率在90%以上。在相同热负荷和压降下，与传统管壳式换热器相比，板式换热器的体积和质量可以减少80%以上。在制造工艺上，板式换热器采用光化学刻蚀和扩散焊接方式，芯体换热单元由唯一的母材构成，扩散连接部位在理想状态下可达到母材的强度，因此承压能力较大，承受温度范围广[2]。同时，板式换热器还可实现多种介质同时换热，且无须垫片、管板等配件，具有更高的设备可靠性[3]，因此广泛应用于石油化工、海洋工程及光热发电等领域[4-6]。

本文研究印刷电路板换热器直通道内的流动传热特性。选用的流体为超临界二氧化碳，通过对换热器换热元件的几何设计和数值模型建立，分析直通道内流体的流场和温度场分布，研究雷诺系数对流动和传热的影响。……