Penukar haba plat muncul pada tahun 1920 -an dan digunakan dalam industri makanan. Penukar haba yang diperbuat daripada tiub plat adalah padat dalam struktur dan mempunyai kesan pemindahan haba yang baik, jadi ia secara beransur -ansur berkembang ke dalam pelbagai bentuk. Pada awal 1930 -an, Sweden membuat penukar haba plat lingkaran pertama. Kemudian, UK menggunakan Brazing untuk mengeluarkan penukar haba sirip plat yang diperbuat daripada tembaga dan bahan aloi untuk pelesapan haba enjin pesawat. Pada akhir 1930 -an, Sweden menghasilkan plat pertama dan penukar haba shell untuk digunakan di kilang pulpa. Dalam tempoh ini, untuk menyelesaikan masalah pemindahan haba media yang sangat menghakis, orang mula memberi perhatian kepada penukar haba yang diperbuat daripada bahan -bahan baru.
Sekitar tahun 1960-an, disebabkan perkembangan pesat teknologi ruang angkasa dan sains canggih, terdapat keperluan mendesak untuk pelbagai penukar haba yang cekap dan padat. Di samping itu, perkembangan teknologi stamping, brazing, dan pengedap terus meningkatkan proses pembuatan penukar haba, dengan itu mempromosikan pembangunan yang kuat dan penggunaan yang meluas bagi penukar haba plat padat. Di samping itu, sejak tahun 1960 -an, penukar haba shell dan tiub tipikal telah dibangunkan lagi untuk memenuhi keperluan pemindahan haba dan pemuliharaan tenaga di bawah keadaan suhu dan tekanan yang tinggi. Pada pertengahan -1970 s, untuk meningkatkan pemindahan haba, penukar haba panas dicipta berdasarkan penyelidikan dan membangunkan paip haba.
Penukar haba boleh diklasifikasikan kepada tiga jenis berdasarkan kaedah pemindahan haba mereka: hibrid, penyimpanan haba, dan jenis partition.
Penukar haba hibrid adalah penukar haba yang menukar haba melalui hubungan langsung dan pencampuran cecair sejuk dan panas, juga dikenali sebagai penukar haba hubungan. Oleh kerana keperluan pemisahan tepat pada masanya selepas pertukaran haba antara dua cecair, jenis penukar haba ini sesuai untuk pertukaran haba antara gas dan cecair cecair. Sebagai contoh, di menara penyejuk yang digunakan dalam loji kimia dan loji kuasa, air panas disembur dari atas ke bawah, manakala udara sejuk disedut dari bawah ke atas. Di permukaan filem atau titisan air dan titisan air bahan pengisian, air panas dan udara sejuk bersentuhan antara satu sama lain untuk pertukaran haba. Air panas disejukkan dan udara sejuk dipanaskan, dan kemudian pemisahan tepat pada masanya dicapai oleh perbezaan ketumpatan antara kedua -dua cecair itu sendiri.
Penukar haba regeneratif adalah penukar haba yang menggunakan aliran aliran cecair sejuk dan panas melalui permukaan badan penyimpanan haba (pembungkusan) dalam ruang penyimpanan haba untuk bertukar haba, seperti ruang penyimpanan haba di bawah ketuhar kok untuk preheating udara. Jenis penukar haba ini digunakan terutamanya untuk memulihkan dan menggunakan haba gas ekzos suhu tinggi. Peralatan serupa yang direka untuk tujuan memulihkan kapasiti penyejukan dipanggil peranti penyimpanan sejuk, yang biasanya digunakan dalam unit pemisahan udara.
Penukar haba jenis dinding adalah sejenis penukar haba di mana cecair sejuk dan panas dipisahkan oleh dinding pepejal dan haba ditukar melalui dinding. Oleh itu, ia juga dikenali sebagai penukar haba permukaan, dan jenis penukar haba ini digunakan secara meluas.
Penukar haba antara dinding boleh diklasifikasikan ke dalam jenis tiub, jenis plat, dan jenis lain berdasarkan struktur permukaan pemindahan haba. Penukar haba tiub menggunakan permukaan tiub sebagai permukaan pemindahan haba, termasuk penukar haba serpentin, penukar haba jaket, dan penukar haba dan tiub; Penukar haba permukaan plat menggunakan permukaan plat sebagai permukaan pemindahan haba, termasuk penukar haba plat, penukar haba plat lingkaran, penukar haba sirip plat, penukar haba shell plat, dan penukar haba plat payung; Lain -lain jenis penukar haba direka untuk memenuhi keperluan khas tertentu, seperti penukar haba permukaan yang dikikis, penukar haba cakera berputar, dan penyejuk udara.
Arah aliran relatif cecair dalam penukar haba secara amnya termasuk dua jenis: CO semasa dan semasa kaunter. Apabila mengalir ke hilir, perbezaan suhu antara kedua -dua cecair di salur masuk adalah yang terbesar dan secara beransur -ansur berkurangan di sepanjang permukaan pemindahan haba, mencapai perbezaan suhu minimum di outlet. Apabila mengalir secara terbalik, taburan perbezaan suhu antara kedua -dua cecair di sepanjang permukaan pemindahan haba agak seragam. Di bawah keadaan suhu salur masuk dan keluar cecair sejuk dan panas, apabila tiada perubahan fasa dalam kedua -dua cecair, perbezaan suhu purata antara hulu dan hiliran adalah maksimum dan minimum.
Di bawah keadaan pemindahan haba yang sama, menggunakan aliran balas boleh meningkatkan perbezaan suhu purata dan mengurangkan kawasan pemindahan haba penukar haba; Sekiranya kawasan pemindahan haba kekal tidak berubah, menggunakan aliran balas dapat mengurangkan penggunaan pemanasan atau cecair penyejukan. Bekas boleh menjimatkan kos peralatan, sementara yang terakhir dapat menjimatkan kos operasi, jadi kaunter pertukaran haba semasa harus diterima pakai sebanyak mungkin dalam reka bentuk atau penggunaan pengeluaran.
Apabila terdapat perubahan fasa (mendidih atau pemeluwapan) sama ada atau kedua -dua cecair sejuk dan panas, suhu cecair itu sendiri tidak berubah kerana pelepasan atau penyerapan haba laten pengewapan semasa perubahan fasa. Oleh itu, suhu salur masuk dan outlet cecair adalah sama, dan perbezaan suhu antara kedua -dua cecair adalah bebas daripada arah aliran cecair. Sebagai tambahan kepada dua jenis aliran luar, iaitu aliran ke hadapan dan aliran terbalik, terdapat juga arah seperti aliran silang dan pesongan.
Mengurangkan rintangan terma dalam penukar haba antara dinding semasa pemindahan haba adalah isu penting untuk meningkatkan pekali pemindahan haba. Rintangan terma terutamanya berasal dari lapisan nipis cecair (dipanggil lapisan sempadan) yang dipatuhi ke permukaan pemindahan haba di kedua -dua belah dinding partisi, dan lapisan fouling yang terbentuk di kedua -dua belah dinding semasa penggunaan penukar haba. Rintangan haba dinding logam agak kecil.
Meningkatkan halaju aliran dan gangguan bendalir boleh menipis lapisan sempadan, mengurangkan rintangan terma, dan meningkatkan pekali pemindahan haba. Walau bagaimanapun, peningkatan kadar aliran bendalir akan meningkatkan penggunaan tenaga, jadi koordinasi yang munasabah harus dibuat antara mengurangkan rintangan haba dan penggunaan tenaga semasa reka bentuk. Untuk mengurangkan rintangan terma kotoran, usaha boleh dibuat untuk melambatkan pembentukan kotoran dan kerap membersihkan permukaan pemindahan haba.
Umumnya, penukar haba diperbuat daripada bahan logam, di antaranya keluli karbon dan keluli rendah aloi kebanyakannya digunakan untuk mengeluarkan penukar haba tekanan sederhana dan rendah; Di samping digunakan terutamanya untuk keadaan rintangan kakisan yang berbeza, keluli tahan karat austenit juga boleh digunakan sebagai tahan bahan kepada suhu tinggi dan rendah; Tembaga, aluminium, dan aloi mereka biasanya digunakan dalam pembuatan penukar haba suhu rendah; Aloi nikel digunakan di bawah keadaan suhu tinggi; Di samping membuat bahagian gasket, beberapa bahan bukan logam telah digunakan untuk membuat penukar haba tahan kakisan, seperti penukar haba grafit, penukar haba fluoroplastik, dan penukar haba kaca.