全焊接板式换热器的热阻主要来自哪些部分？

全焊接板式换热器的总传热热阻是一个串联的、多部分组成的复杂体系，它决定了最终的传热系数（K值）和换热效率。与可拆卸板式换热器类似，全焊接板式换热器的热阻主要来源于五个部分，但由于全焊接的结构特性，某些部分的影响权重和特性存在差异。理解这些热阻构成是进行优化设计、选型和故障诊断的基础。

1. 对流换热热阻

这是最主要的热阻组成部分之一，取决于流体的性质、流动状态和板片表面的几何结构。热阻R_conv = 1 / (h * A)，其中h为对流换热系数，A为面积。h值与流体的导热系数、粘度、密度、流速以及板片波纹的湍流促进能力密切相关。全焊板换通常采用更深的波纹和更复杂的板型来破坏边界层，诱导湍流，从而能够明显的提高h值，降低此项热阻。对于高粘度流体或低流速层流工况，此项热阻会急剧增大。

2. 板片导热热阻

热阻R_plate =δ/ (λ_plate * A)，其中δ为板片厚度，λ_plate为板片材料的导热系数。为了承受更高的压力，全焊接板式换热器的板片厚度通常略厚于可拆卸板换，这会在一定程度上增加导热热阻。然而，由于现代板换大量使用导热性能良好的不锈钢或钛材，且板片厚度通常在0.5-1.0mm的精细范围，此项热阻在总热阻中的占比通常很小。但在处理极高传热系数的相变换热时，它的影响会相对凸显。

3. 污垢热阻

这是运行中最具不确定性且影响巨大的热阻项。污垢层在板片表面沉积，形成一层低导热系数的固体覆盖层。由于全焊接板式换热器无法像可拆卸板换那样进行物理打开和机械清洗，对介质的洁净度要求更高，或者必须设计有效的在线化学清洗（CIP）系统。污垢热阻会随时间动态增长，严重时可能成为主导热阻。因此，在设计和选型时，必须根据介质特性预留足够的污垢余量，或者采用抗结垢设计的板片表面处理技术。

4. 接触热阻

这是一个在全焊接结构中特别值得关注但常被忽视的隐性热阻。在可拆卸板换中，板片通过垫片和压紧力保持点接触，接触点存在微小的传热阻力。在艾克森全焊接板式换热器中，板片组在焊接后形成一个整体，其内部板片与板片之间的接触方式与焊接工艺质量直接相关。理想的焊接应确保板片间在设计的接触点处实现完全的金属熔合，从而将接触热阻降至近乎为零。但如果焊接不充分，存在未熔合或虚焊，会在接触点处形成极薄的空气隙，其导热系数极低，导致局部热阻剧增，影响整体性能的均匀性和稳定性。顶级制造商通过先进的激光焊接技术和严格的过程控制来最小化此部分热阻。

5. 全焊接结构带来的附加热阻

在某些全焊接板换的设计中，流体流道可能因焊接结构而出现局部的死区或流动分配不均区域。这些区域的流体相对滞止，对流换热系数h极低，等效于在局部产生了很大的热阻。这属于设计缺陷导致的不良热阻，需要通过优化的流道和焊接结构设计来避免。艾克森等公司在设计阶段即通过流场仿真软件来优化流道，确保流体均匀分布，消除此类性能短板。

全焊接板式换热器的总热阻是上述各部分串联叠加的结果。在艾克森全焊接板式换热器的实际工程中，两侧流体的对流换热热阻和污垢热阻通常是重要因素。优化的重点在于：通过板片波纹设计最大化湍流以减小对流热阻；通过材料与介质匹配、运行维护策略控制污垢热阻；通过顶级的焊接工艺消除不良的接触热阻。最终目标是实现高效、紧凑且长期稳定运行的热交换设备。