مبدل حرارتی پره صفحه ای نوعی از طراحی مبدل حرارتی است که از صفحات و محفظه های پره دار برای انتقال حرارت بین سیالات، معمولاً گازها، استفاده می کند. اغلب به عنوان یک مبدل حرارتی فشرده طبقه بندی می شود تا بر نسبت سطح انتقال حرارت نسبتاً بالای آن به حجم تأکید شود. مبدل حرارتی پره صفحه ای به طور گسترده در بسیاری از صنایع، از جمله صنعت هوافضا به دلیل اندازه فشرده و ویژگی های سبک وزن آن، و همچنین در برودتی که توانایی آن در تسهیل انتقال حرارت با تفاوت های دمایی کوچک استفاده می شود، استفاده می شود.[1]
مبدلهای حرارتی صفحهپرههای آلیاژی آلیاژی آلومینیوم، که اغلب به عنوان مبدلهای حرارتی آلومینیوم براقشده شناخته میشوند، بیش از ۷۵ سال است که در صنعت هواپیماسازی مورد استفاده قرار گرفتهاند و در صنعت جداسازی هوای برودتی در زمان جنگ جهانی دوم و مدت کوتاهی پس از آن در فرآیندهای برودتی در کارخانههای شیمیایی مانند پردازش گاز طبیعی به کار گرفته شدهاند. آنها همچنین در موتورهای راه آهن و اتومبیل های موتوری استفاده می شوند. باله های صفحه فولادی ضد زنگ بیش از 35 سال است که در هواپیما استفاده می شود و در حال حاضر در کارخانه های شیمیایی ایجاد شده است.
در اصل توسط یک مکانیک ایتالیایی به نام پائولو فرونسیلو تصور شد. یک مبدل حرارتی بالهای صفحهای از لایههایی از ورقهای موجدار ساخته شده است که توسط صفحات فلزی مسطح، معمولاً آلومینیومی، برای ایجاد یک سری محفظههای پرهدار از هم جدا شدهاند. جریانهای سیال سرد و گرم جداگانه از میان لایههای متناوب مبدل حرارتی جریان مییابند و در لبهها توسط میلههای جانبی محصور میشوند. اجزای اصلی یک مبدل حرارتی باله صفحهای گرما از یک جریان از طریق رابط باله به صفحه جداکننده و از طریق مجموعه پرههای بعدی به سیال مجاور منتقل میشود. پره ها همچنین باعث افزایش یکپارچگی ساختاری مبدل حرارتی می شوند و به آن اجازه می دهند فشارهای بالا را تحمل کند و در عین حال سطح گسترده ای را برای انتقال حرارت فراهم می کند.
درجه بالایی از انعطاف پذیری در طراحی مبدل های حرارتی پره صفحه ای وجود دارد زیرا آنها می توانند با هر ترکیبی از گاز، مایع و سیالات دو فاز کار کنند.[3] انتقال حرارت بین جریانهای فرآیندی متعدد نیز وجود دارد، [4] با انواع ارتفاعات و انواع باله به عنوان نقاط ورودی و خروجی مختلف در دسترس برای هر جریان.
چهار نوع اصلی بالهها عبارتند از: ساده که به طرحهای مثلثی یا مستطیلی ساده با بالههای مستقیم اشاره دارد. شاه ماهی، که در آن باله ها به طرفین قرار می گیرند تا یک مسیر زیگزاگ ایجاد کنند. و دندانه دار و سوراخ دار که به بریدگی ها و سوراخ ها در پره ها برای افزایش توزیع جریان و بهبود انتقال حرارت اشاره دارد. ساختارهای مختلف باله برای مبدل های حرارتی باله صفحه ای نقطه ضعف مبدل های حرارتی پره صفحه ای این است که به دلیل کانال های جریان کوچک خود مستعد رسوب گیری هستند. آنها همچنین نمی توانند به صورت مکانیکی تمیز شوند و برای کار با جریان های بالقوه رسوب نیاز به سایر روش های تمیز کردن و فیلتراسیون مناسب دارند.
