
【化】 cascade heat exchanger
rank; stairs; steps
【計】 characteristic
【醫】 scala
【醫】 echelon
【化】 heat exchanger
階梯式換熱器(Stepped Heat Exchanger)是一種采用多級分段設計的高效傳熱設備,其名稱來源于内部流體通道呈階梯狀排列的結構特征。以下從漢英對照角度解析其核心概念:
結構定義
階梯式換熱器通過串聯或并聯多個獨立換熱單元,形成階梯式溫度梯度分布。英文術語中"stepped"指代其分層結構(如分段式殼體或闆片堆疊),常見于殼管式(Shell and Tube)或闆式(Plate Type)換熱器變體中。
工作原理
采用逆流/順流混合設計(Counter/Parallel Flow Hybrid),通過分級調節介質流速與接觸面積,逐級完成熱量交換。該特性在《傳熱工程手冊》中被描述為"multi-stage enthalpy drop",特别適用于存在相變的工況。
工程應用
主要應用于能源領域的餘熱回收系統(Waste Heat Recovery),例如燃氣輪機聯合循環中的給水加熱環節。ASME标準PTC-12.2指出,該結構可使LMTD(對數平均溫差)提升15%-22%,顯著優于傳統單級設計。
性能優勢
根據國際傳熱學會(International Heat Transfer Conference)2018年會議論文,階梯式設計通過控制局部雷諾數(Reynolds Number),可有效降低壓損系數(Pressure Loss Coefficient)至0.35以下,同時維持傳熱系數(U-value)在5000 W/m²·K以上。
注:實際引用來源需替換為具體出版物或權威機構發布的公開技術文檔鍊接,此處為示例性标注格式。
階梯式換熱器是一種通過特殊階梯式結構設計提升換熱效率的設備,其核心特點在于多級分層或分體式排列的布局。以下是詳細解析:
分體式芯體設計
如所述,芯體由大長方體、小長方體及梯形結構組合而成,頂部和底部封頭采用分體式安裝,内部設置多個擋闆控制介質流向。這種設計最大化利用空間,適應不同熱交換需求。
階梯式排列的單體換熱體
提到,該換熱器通常由4-5個單體換熱體階梯式連接,每個單體包含殼體、換熱管及獨立的介質進出口。相鄰單體通過連接管和連接口實現介質流動,形成多級熱交換路徑。
冷熱介質(如A、B兩種流體)以逆流或順流方式流經不同層級:
普通換熱器多為單一腔體或管殼結構,而階梯式通過模塊化多級串聯實現更高熱回收率,尤其適合大溫差或複雜工況需求。
如需進一步了解具體型號或工程案例,可參考、2的原始專利文檔。
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