Ένας εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγια πλάκας είναι ένας τύπος σχεδιασμού εναλλάκτη θερμότητας που χρησιμοποιεί πλάκες και πτερυγωτούς θαλάμους για τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ ρευστών, συνηθέστερα αερίων. Συχνά κατηγοριοποιείται ως συμπαγής εναλλάκτης θερμότητας για να τονίσει τη σχετικά υψηλή αναλογία επιφάνειας μεταφοράς θερμότητας προς όγκο. Ο εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγια πλάκας χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της αεροδιαστημικής βιομηχανίας για το συμπαγές μέγεθος και τις ελαφριές ιδιότητές του, καθώς και στην κρυογονική όπου χρησιμοποιείται η ικανότητά του να διευκολύνει τη μεταφορά θερμότητας με μικρές διαφορές θερμοκρασίας.[1]
Οι εναλλάκτες θερμότητας με πλάκες με πτερύγια από κράμα αλουμινίου, που συχνά αναφέρονται ως Εναλλάκτες Θερμότητας Brazed Aluminium, χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία αεροσκαφών για περισσότερα από 75 χρόνια και έχουν υιοθετηθεί στη βιομηχανία κρυογονικού διαχωρισμού αέρα κατά τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο και λίγο αργότερα σε κρυογονικές διεργασίες σε χημικές μονάδες όπως η επεξεργασία φυσικού αερίου. Χρησιμοποιούνται επίσης σε σιδηροδρομικές μηχανές και αυτοκίνητα. Τα πτερύγια πλάκας από ανοξείδωτο χάλυβα χρησιμοποιούνται στα αεροσκάφη για περισσότερα από 35 χρόνια και πλέον καθιερώνονται σε χημικά εργοστάσια.[2]
Αρχικά σχεδιάστηκε από έναν Ιταλό μηχανικό, τον Paolo Fruncillo. Ένας εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγια πλάκας είναι κατασκευασμένος από στρώματα κυματοειδών φύλλων που χωρίζονται από επίπεδες μεταλλικές πλάκες, συνήθως από αλουμίνιο, για τη δημιουργία μιας σειράς θαλάμων με πτερύγια. Ξεχωριστά ζεστά και κρύα ρεύματα ρευστού ρέουν μέσα από εναλλασσόμενα στρώματα του εναλλάκτη θερμότητας και περικλείονται στις άκρες από πλευρικές ράβδους. Βασικά συστατικά ενός εναλλάκτη θερμότητας πτερυγίου πλάκας Η θερμότητα μεταφέρεται από ένα ρεύμα μέσω της διεπαφής πτερυγίων στη διαχωριστική πλάκα και μέσω του επόμενου σετ πτερυγίων στο παρακείμενο ρευστό. Τα πτερύγια χρησιμεύουν επίσης για την αύξηση της δομικής ακεραιότητας του εναλλάκτη θερμότητας και του επιτρέπουν να αντέχει σε υψηλές πιέσεις, παρέχοντας παράλληλα μια εκτεταμένη επιφάνεια για μεταφορά θερμότητας.
Υπάρχει υψηλός βαθμός ευελιξίας στον σχεδιασμό του εναλλάκτη θερμότητας με πτερύγια πλάκας, καθώς μπορούν να λειτουργήσουν με οποιονδήποτε συνδυασμό αερίου, υγρού και διφασικών ρευστών.[3] Παρέχεται επίσης μεταφορά θερμότητας μεταξύ πολλαπλών ροών διεργασίας,[4] με ποικίλα ύψη και τύπους πτερυγίων ως διαφορετικά σημεία εισόδου και εξόδου διαθέσιμα για κάθε ροή.
Οι κύριοι τέσσερις τύποι πτερυγίων είναι: τα απλά, τα οποία αναφέρονται σε απλά τρίγωνα ή ορθογώνια σχέδια με ίσια πτερύγια. ψαροκόκαλο, όπου τα πτερύγια τοποθετούνται πλάγια για να παρέχουν μια ζιγκ-ζαγκ διαδρομή. και οδοντωτοί και διάτρητοι που αναφέρονται σε κοψίματα και διατρήσεις στα πτερύγια για να αυξήσουν την κατανομή της ροής και να βελτιώσουν τη μεταφορά θερμότητας. Διαφορετικές δομές πτερυγίων για εναλλάκτες θερμότητας πλάκας πτερυγίου Ένα μειονέκτημα των εναλλάκτη θερμότητας με πλάκα πτερυγίων είναι ότι είναι επιρρεπείς σε ρύπανση λόγω των μικρών καναλιών ροής τους. Επίσης, δεν μπορούν να καθαριστούν μηχανικά και απαιτούν άλλες διαδικασίες καθαρισμού και κατάλληλο φιλτράρισμα για λειτουργία με δυνητικά ρυπογόνα ρεύματα.
