高承压印刷电路板热交换器的设计制造及性能检测

以某工况为例,介绍了印刷电路板热交换器(PCHE)结构设计和主要制造工艺,简述了高承压PCHE的设计和制造过程,并对制造的PCHE样机进行拉伸试验、金相检测和极限水压爆破试验,结果显示,设计的PCHE样机承压能力强、焊缝强度高,结构和性能符合设计要求。

具有特斯拉阀通道结构的印刷电路板热交换器流动与换热特性

印刷电路板热交换器(PCHE)在超临界二氧化碳发电、核能、热泵、烃气体和天然气凝液加工、精细化工等领域都有非常大的应用潜力。PCHE内部通道的结构和形式对其性能有着非常重要的影响。将特斯拉阀的结构和Z型通道结构相结合,设计出了一种新型通道的PCHE,并采用数值模拟的方法对该新型PCHE的流动与换热特性进行了研究。结果表明,新型PCHE在正向流动和反向流动时表现出了不同的流动特性和换热特性。正向流动时,其流动特性与换热特性与Z型PCHE相近,但反向流动时,由于特斯拉阀分流区域的存在,使得流体在新型PCHE内流动存在巨大的阻碍,其阻力是正向流动时的4~9倍,表现出了良好的单向导通性。

高压印刷电路板热交换器芯体结构参数的优化

采用有限元法对某加氢站用印刷电路板热交换器(PCHE)芯体结构进行应力分析与优化,探讨了肋宽和板厚对应力的影响规律,最终设计采用肋宽L=1.0mm、板厚δ=2.0mm的参数组合,为高压PCHE结构强度计算提供参考。

基于定位精度的印刷电路板式热交换器结构可靠性研究

印刷电路板式热交换器(PCHE)是一种基于化学蚀刻和扩散连接的微通道热交换器。在国内某海洋平台PCHE国产化研制过程中,首次提出了钛合金对扣型PCHE设计方案。通过试验件试制,发现由于原材料板片精度、蚀刻精度、叠片定位精度等原因导致扩散连接后芯体微通道出现错边现象,3D轮廓测量仪的测量数据表明错边量在0~0.25 mm。采用有限元计算软件对不同错边量下的直流道芯体和Zigzag流道芯体进行了校核,计算结果表明,当错边量在极限值0.25 mm时,扩散连接芯体应力峰值约为无错边芯体应力峰值的2倍,Zigzag流道芯体的整体应力高于直流道芯体的应力。根据计算结果提出了错边量控制目标和方法,对PCHE结构设计提供了理论指导。

基于超临界天然气的PCHE流动传热特性数值模拟

印刷电路板式热交换器(PCHE)是一种基于化学蚀刻和扩散连接的微通道热交换器。PCHE应用于国内海洋石油平台时,常出现换热介质为超临界天然气的情况。为了探究不同介质流速、不同介质组分、不同板片结构对换热器流动传热特性的影响,采用FLUENT软件对天然气超临界流体物性、流动传热特征参数进行了系统分析。计算结果表明:流速对换热器的流动传热特性影响最为显著,其对流换热系数随流速升高呈线性升高趋势;通道直径为影响换热器流动传热特性的第二大因素;不同介质组分、不同板片厚度和不同通道间距对换热介质的范宁摩擦因子和平均表面对流换热系数影响可忽略不计。该研究成果可为未来PCHE工艺设计提供理论指导。