Schimbătorul de căldură cu plăci marin, ca principal echipament de schimb de căldură de pe navă, joacă un rol cheie în funcționarea în siguranță a întregii nave. Structura sa este relativ simplă în comparație cu alte echipamente, compuse în principal din șurub, placă de presiune, bază, placă și așa mai departe. Este utilizat pe scară largă ca apă de căptușeală, răcitor de ulei lubrifiant și răcitor central pentru motorul principal al navelor mari. A fost foarte dezvoltat în ultimele decenii. Principalii producători se concentrează asupra modului de îmbunătățire a efectului de schimb de căldură al schimbătoarelor de căldură cu plăci marine.
Deoarece structura plăcilor schimbătorului de căldură cu plăci marin afectează direct performanța schimbătorului de căldură. Acest articol va discuta influența unei serii de parametri de plăci ai schimbătorului de căldură marin existent asupra performanței schimbătorului de căldură, pentru a oferi o referință pentru cercetări ulterioare.
Pentru menținerea schimbătoarelor de căldură cu plăci marine, plăcile sunt conectate în formă de U, care este o metodă în contracurent, iar fluidul de pe ambele părți este apă rece și apă fierbinte sau ulei lubrifiant. Forma de schimb de căldură dintre plăci poate fi extrasă ca transfer de căldură pe perete plat. Deoarece fluxul de fluid în canalul schimbătorului de căldură cu plăci marin este determinat de schimbul de căldură al uleiului de lubrifiere al motorului principal al motorului diesel sau al apei de căptușeală, accentul studiului poate fi pe forma plăcii.
Care sunt principalii factori care afectează efectul de transfer de căldură al plăcii
1. Grosimea plăcii
2.Unghiul plăcii
3.Debitul între plăci
Grosimea farfuriei
Din expresia coeficientului de transfer de căldură se poate observa că, cu cât grosimea δ a plăcii este mai mică, cu atât efectul de transfer de căldură al schimbătorului de căldură este mai bun. Standardul pentru schimbătoarele de căldură cu plăci marine propune ca grosimea plăcii schimbătorului de căldură să fie de 0,6 ~ 0,8 mm. Cea mai subțire placă de titan din industrie a ajuns la 0,4 mm. Subțierea plăcii nu va fi prea evidentă pentru a îmbunătăți efectul de schimb de căldură, dar scopul principal este reducerea costurilor și reducerea consumului de materiale, dar rezistența plăcii subțiri va fi relativ redusă după presare.
Unghiul plăcii
Una dintre principalele metode de creștere a valorii lui k în schimbătoarele de căldură cu plăci marine este de a crește gradul de perturbare a fluidului pe suprafața mediului de schimb de căldură pe ambele părți ale plăcii. Plăcile schimbătoarelor de căldură cu plăci marine sunt de obicei prelucrate în plăci ondulate în formă de schelet. Pentru tabla ondulată în oase, dimensiunea unghiului în oase are o mare influență asupra transferului de căldură și a rezistenței fluidelor. Plăcile cu unghiuri mari de tip spinare au coeficient ridicat de transfer termic și rezistență ridicată la fluid; dimpotrivă, plăcile cu unghiuri mici în schelet au coeficient și rezistență scăzute de transfer termic. Unghiul de 120° are cel mai bun efect de transfer de căldură. Cu cât unghiul este mai mic sau mai mare, cu atât eficiența transferului de căldură este mai mică. Răcitorul central obișnuit și răcitorul de apă cu căptușeală folosesc plăci de 120° pentru a obține efectul maxim de transfer de căldură.
Debitul dintre plăci
Debitul fluidului care curge între plăci nu este uniform. Debitul pe conducta principală de curgere este de aproximativ 4 până la 5 ori debitul mediu. Debitul fiecărui canal de curgere într-un proces nu este uniform. Pentru a face curgerea fluidului între plăci, dintr-o stare complet turbulentă, este indicat să se ia viteza medie de curgere între plăci de 0,3-0,8 m/s. Luați o valoare mai mare atunci când scăderea rezistenței este permisă pentru a crește coeficientul filmului de transfer de căldură convectiv, reducând astfel zona de schimb de căldură și îmbunătățind eficiența schimbului de căldură. De obicei, selectați zona adecvată dintr-o singură bucată și raportul de aspect al plăcii în funcție de un debit dat. Această metodă de selecție este un factor cheie în controlul debitului dintre plăci.
(1) Prin modelul de transfer de căldură al schimbătorului de căldură sunt analizați câțiva factori cheie care afectează coeficientul de transfer de căldură k al schimbătorului de căldură: coeficientul filmului de transfer de căldură α și grosimea plăcii δ. Lungimea caracteristică a plăcilor și numărul Reynolds Re dintre plăci determină dimensiunea coeficientului α al filmului de transfer de căldură.
(2) Direcția actuală de cercetare a plăcilor schimbătoare de căldură marine (grosimea plăcii, unghiul plăcii și viteza de curgere între plăci) este analizată în detaliu.
(3) După analiză, este necesară îmbunătățirea și optimizarea schimbătorului de căldură marin cu plăci pe baza principiilor relevante ale transferului de căldură și mecanicii fluidelor în lucrările ulterioare.
