王雪莹 何梦琪 陈兴鹏 张海滟 徐迅

摘 要：传热板片是板式换热器的关键元件。现通过数值模拟软件Fluent，以换热器单位时间的换热量除以烟气侧压力损失的1/3次方作为综合性能指标，对板片的几何参数进行了优化设计。研究结果表明，椭圆形截面板式换热器，板束与板束的间距h=16.5 mm，长轴a=30 mm，短轴b=12 mm，空气进口流速设置为6 m/s时，综合性能指标能够取到更优值，达到优化目的。

关键词：板式换热器;结构优化;数值模拟

0    引言

热交换器是一种将热量从一种介质传递到另一种介质的装置，广泛用于石油、化工、能源、食品和其他行业[1]。其根据传热表面形态可分为管式换热器、板式换热器、夹套式换热器和特种换热器。板式换热器以其优良的传热系数和紧凑的结构在工业领域中得到了广泛应用。

板式换热器的结构可分为两部分：一部分是框架结构，主要用于支撑整体结构;另一部分是金属板片，用作传热的关键部件。板片是由薄板用研磨工具压制出波纹，薄板片的4个角开有角孔和密封垫片，用于介质的流道，起到减少液体向外泄漏和换热液体相互内漏的作用。当板式换热器正常工作时，密封垫片按工艺流程进行组合密封并与传热板进行连接，两角孔互相连接，形成通道。相应通道内的传热物质在相近通道内朝着相反的方向运动，提高了热传递效率，加强了热辐射、对流换热的效果。按板片形式来划分，板式换热器主要包含人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片3个类型[2]。……