板式換熱器國外研究進展 

板式換熱器的發展已經有100多年的歷史．早在1878年德國就發明了板式換熱器并獲

得了專利．至1886年法國M．Melanin首次設計出溝道板板式換熱器，并用于葡萄酒的滅

菌。1923年APV公司的R．Seligman，成功的設計了可以成批生產的板式換熱器，開始時

使用很多鑄造的青銅版片組合在一起。1930年以后才有用不銹鋼或銅薄板壓制的波紋板

片板式換熱器，板片的周圍用墊圈密封，從此板式換熱器的板片從溝道板的形式跨入了

現代用薄板壓制的波紋板式，為板式換熱器的發展奠定了基礎。早期的板式換熱器大多

應用在牛奶滅菌或是啤酒的加工中，APV公司1923年就開始生產用于牛奶的高溫短時滅

菌器。英國、丹麥、瑞典等國家，在上世紀30年代后，對板式換熱器的發展都起了重要

的作用．1928年Peach&Silkborg公司制造了第一臺板式換熱器，1932年Delavan公司設

在德國的子公司也制造了板式換熱器。通過應用實踐，人們加深了對板式換熱器優越性

的認識，隨著應用領域的擴大和制造技術的進步，板式換熱器的發展加快，目前已經成

為重要的換熱設備．近幾十年來，板式換熱器多數用人字形板片，所以大多數研究也是

針對人字形波紋。w．W．Fouke對人字形板式換熱器所作的研究最有說服力，也最具有

權威性．他采用有限擴散電流技術(DLCT)，并通過類比關系來估計傳熱速率，實驗發現：

(1)在波紋傾角達到60°\u20197X前，摩擦因數／和傳熱的科爾本j因子均隨傾角增大而迅速升

高。當 b =60°\u65374X80°\u26102X，f與J仍然呈上升趨勢，但速度減緩。傾角在70°\u19968X80°時，

摩擦因數和傳熱同時具有極大值．(2)主要流動形式有兩種，如圖1．3所示．在傾斜角

未達到60°\u26102X流動狀態為兩組十字交叉流，即流體先在一側板上沿溝槽流動，當達到板

的邊緣處時，像被反射似的折轉到通道另一個板片的溝槽中流向另一邊緣。于是，每股

流體在溝槽中流動時均受到相對板片上流體作用的切向力．當 b 為45 °時，該切向力

與流動方向垂直．正是這個力導致了流體沿溝槽的二次渦旋運動，這一運動形態是板式

換熱器強化傳熱的基本驅動因素。應注意到： b 大于45°\u26102X，切向力的一個分量與主流

是反向的．可以認為，這是傳熱和阻力均隨傾角增長的內在原因之一．當波紋傾斜角達

到80°\u38468X近時，流體仍主要沿溝槽流動，但折返點不再出現于板片左右兩側，而是發生

在波紋的觸點。流動呈連續的并行小波紋狀，文獻中稱這種流動形態為曲折流(zip—

zap)．一般認為兩股交叉流動在相反方向上的互相拖曳作用最終導致了在傾角80°\u38468X近

流動形態的根本改變。

   阻力較大一直是限制板式換熱器使用范圍的一個主要因素，因此對板式換熱器進行

壓力分布和阻力特性研究有著重要意義。Rein hard Werfel和NikolaiOstrowski采用實

驗的方法對人字形板式換熱器中的壓降進行了研究，指出變負荷和波紋板的幾何參數是

影響板式換熱器性能的基本原因，以及在狹窄波紋板間絕熱兩相系統中湍流環境下存在