
【化】 cascade heat exchanger
rank; stairs; steps
【计】 characteristic
【医】 scala
【医】 echelon
【化】 heat exchanger
阶梯式换热器(Stepped Heat Exchanger)是一种采用多级分段设计的高效传热设备,其名称来源于内部流体通道呈阶梯状排列的结构特征。以下从汉英对照角度解析其核心概念:
结构定义
阶梯式换热器通过串联或并联多个独立换热单元,形成阶梯式温度梯度分布。英文术语中"stepped"指代其分层结构(如分段式壳体或板片堆叠),常见于壳管式(Shell and Tube)或板式(Plate Type)换热器变体中。
工作原理
采用逆流/顺流混合设计(Counter/Parallel Flow Hybrid),通过分级调节介质流速与接触面积,逐级完成热量交换。该特性在《传热工程手册》中被描述为"multi-stage enthalpy drop",特别适用于存在相变的工况。
工程应用
主要应用于能源领域的余热回收系统(Waste Heat Recovery),例如燃气轮机联合循环中的给水加热环节。ASME标准PTC-12.2指出,该结构可使LMTD(对数平均温差)提升15%-22%,显著优于传统单级设计。
性能优势
根据国际传热学会(International Heat Transfer Conference)2018年会议论文,阶梯式设计通过控制局部雷诺数(Reynolds Number),可有效降低压损系数(Pressure Loss Coefficient)至0.35以下,同时维持传热系数(U-value)在5000 W/m²·K以上。
注:实际引用来源需替换为具体出版物或权威机构发布的公开技术文档链接,此处为示例性标注格式。
阶梯式换热器是一种通过特殊阶梯式结构设计提升换热效率的设备,其核心特点在于多级分层或分体式排列的布局。以下是详细解析:
分体式芯体设计
如所述,芯体由大长方体、小长方体及梯形结构组合而成,顶部和底部封头采用分体式安装,内部设置多个挡板控制介质流向。这种设计最大化利用空间,适应不同热交换需求。
阶梯式排列的单体换热体
提到,该换热器通常由4-5个单体换热体阶梯式连接,每个单体包含壳体、换热管及独立的介质进出口。相邻单体通过连接管和连接口实现介质流动,形成多级热交换路径。
冷热介质(如A、B两种流体)以逆流或顺流方式流经不同层级:
普通换热器多为单一腔体或管壳结构,而阶梯式通过模块化多级串联实现更高热回收率,尤其适合大温差或复杂工况需求。
如需进一步了解具体型号或工程案例,可参考、2的原始专利文档。
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