ПЛАСТИНЧАТІ ТЕПЛООБМІННИКИ
Характерною особливістю пластинчастих теплообмінників є наявність паралельних пластин (крім спеціальних пластин задля унеможливлення деформації каналу під впливом зовнішнього тиску), які утворюють систему паралельних каналів. Один теплоносій протікає через одну систему каналів, а інший через іншу. До цього типу теплообмінників відносяться пластинчасто-рамний або пакетно-пластинчастий теплообмінник.
Теплообмінник пластинчато-рамного типу показаний на рис. 1.6. Він складається з ряду паралельних пластин, що утримуються разом у рамі, в якій для запобігання витоків є прокладки, що стискаються між пластинами.
Мал. 1.6. Теплообмінник пластинчасто-рамного типу: 1 – рухома кришка; 2 – несуча балка; 3 – пакет пластин; 4 – кришка, що фіксує.
Ущільнені отвори в пластинах утворюють канали, в яких теплоносій може перетікати із зазору між однією парою пластин у зазор між їх іншою парою. Також організовано рух кожного з теплоносіїв у просторі між кожною парою пластин. Конструктивно все оформляється так, щоб кожна з теплопередаючих пластин омивалася з одного боку гріючим, а з іншого боку – теплоносієм, що нагрівається.
Пластини зазвичай мають товщину близько 05-1 мм. Тому, щоб витримати робочий тиск, вони повинні мати багато контактних точок один з одним. З цією метою найчастіше використовуються гофровані у вигляді ялинки металеві листи. Два таких листи із взаємно протилежною орієнтацією гофра встановлюються по обидва боки пластини. Опорні точки виходять у місцях перетину гофрів. Багаторазове стиснення, розширення та зміна напрямку потоку призводять до його сильної турбулізації і, як наслідок, до високої інтенсивності тепловіддачі, великих перепадів тиску та дотичних напруг. Це, зрештою, сприяє зменшенню відкладень на поверхнях пластин.
Пластинчасті теплообмінники компактні і відрізняються невеликою масою поверхні теплообміну, і тому вони широко використовуються в галузях промисловості, де суттєві обмеження за габаритами та масою. Пластини можуть бути виготовлені, як правило, з будь-якого металу (хоча пластини з низьковуглецевої сталі майже ніколи не застосовуються, тому що в цьому випадку пластинчасті теплообмінники неконкурентоспроможні порівняно з кожухотрубними). Робочі тиску та температури обмежені порівняно низькими значеннями через матеріали ущільнень та особливості конструкції.
Пластинчасті теплообмінники зазвичай використовуються для теплопередачі між двома потоками рідини. Навіть в’язкі рідини можна прокачувати звивистими проходами в турбулентному режимі при низьких числах Рейнольдса. Зрідка пластинчасті теплообмінники використовуються як конденсатори для помірно щільної пари (наприклад, парів аміаку) або як випарники. Вони набули поширення в харчовій промисловості, тому що легко розбираються для чищення та стерилізації.
