板式换热器的流道设计对换热效果有什么影响？

板式换热器的流道是指冷热流体在板片间流动的通道，其设计包括流道形状、尺寸、排列方式等，也直接影响流体流动状态、传热系数和压降，进而决定换热效果，艾克森对具体影响分别进行了分析：

1. 流道形状：决定流体扰动强度

流道形状由板片波纹结构决定，常见类型有

（1）人字形波纹：板片表面呈对称的“V”形波纹，相邻板片的波纹交叉形成交错流道。流体流经时会不断改变方向，形成强烈湍流，能大幅提高传热系数，但流动阻力较大，适合对传热效率要求高、允许较高压降的场景。

（2）平直形波纹：波纹平缓，流道相对顺畅，流体扰动较弱，传热系数较低，但压降小，适合大流量、低阻力需求的场合。

球形或点状波纹：通过凸点形成局部湍流，兼顾传热效率和压降，常用于易结垢的流体，如河水换热，凸点可减少沉积物附着。

2. 流道尺寸：影响流速与传热面积

流道尺寸包括宽度板片有效宽度和高度

（1）流道高度：高度越小，单位体积内的板片数量越多，总传热面积越大；同时，狭窄空间会增加流体流速，湍流程度提高，那么传热系数上升。但高度过小就易堵塞，尤其含颗粒流体的时候阻力剧增，就需根据介质特性平衡。

（2）流道宽度：宽度越大，单块板片的传热面积越大，但流体在宽流道内易分布不均，边缘流速低、中心流速高，就会导致局部传热效率下降。因此，宽流道通常搭配导流结构，如入口分流区，确保流体均匀分配。

3. 流道排列：控制流体停留时间与温差

流道排列分为“并联”和“串联”

（1）并联流道：多组流道同时通入流体，总流通面积大，流速低，压降小，但流体停留时间短，就可能导致冷热流体温差未充分利用。

（2）串联流道：流体依次流经多组流道，停留时间延长，流速提高，传热更充分，但压降增大。例如，将单流程改为双流程，流速翻倍，传热系数可提高30%，但压降增至4倍。

4. 流道进出口设计：要避免“死区”与“短路”

流道进出口如果设计不合理，会出现“死区”，也就是流体停滞区域，几乎不参与换热的情况或“短路”，流体直接从入口冲向出口，而未流经全流道。使用优质设计会在入口处设置“分流区”，如扩大的缓冲区，通过弧形过渡引导流体均匀进入流道，减少死区；同时，密封垫片需精准分隔冷热流道，避免串流短路。

艾克森认为流道设计的核心是其实就是平衡传热效率与流动阻力，高效设计需要根据流体性质、流量、允许压降等参数，来选择合适的波纹形状、尺寸和排列方式，最终实现 “湍流强化传热+均匀流动+低阻抗”的最优组合。