Морський пластинчастий теплообмінник як основне теплообмінне обладнання на кораблі відіграє ключову роль у безпечній експлуатації всього судна. Його структура відносно проста в порівнянні з іншим обладнанням, в основному складається з гвинта, натискної пластини, основи, пластини тощо. Він широко використовується як охолоджувач води на лайнері, охолоджувач мастильного масла та центральний охолоджувач для головного двигуна великих суден. За останні кілька десятиліть він отримав значний розвиток. Основні виробники зосереджені на тому, як покращити ефект теплообміну суднових пластинчастих теплообмінників.
Оскільки пластинчаста структура морського пластинчастого теплообмінника безпосередньо впливає на продуктивність теплообмінника. У цій статті буде обговорено вплив ряду параметрів пластин існуючого морського пластинчастого теплообмінника на продуктивність теплообмінника, щоб надати деякі посилання для подальших досліджень.
Для ремонтопридатності суднових пластинчастих теплообмінників пластини з’єднані U-подібним способом, що є протиточним методом, а рідиною з обох сторін є холодна вода і гаряча вода або мастило. Форму теплообміну між пластинами можна уявити як теплообмін з плоскими стінками. Оскільки потік рідини в каналі морського пластинчастого теплообмінника визначається теплообміном мастила дизельного двигуна головного двигуна або води для гільзи, у центрі уваги дослідження може бути пластинчаста форма.
Які основні фактори впливають на ефект тепловіддачі плити
1.Товщина плити
2.Кут пластини
3. Швидкість потоку між пластинами
Товщина плити
З виразу коефіцієнта тепловіддачі видно, що чим менше товщина δ пластини, тим краще тепловіддача теплообмінника. У стандарті для суднових пластинчастих теплообмінників передбачається, що товщина пластини теплообмінника становить 0,6～0,8 мм. Найтонша титанова пластина в галузі досягла 0,4 мм. Стоншення пластини не буде надто очевидним для поліпшення ефекту теплообміну, але головна мета - знизити вартість і зменшити витрату матеріалів, але міцність тонкої пластини буде відносно зменшена після пресування.
Кут нахилу пластини
Одним з основних методів підвищення значення k в морських пластинчастих теплообмінниках є збільшення ступеня порушення рідини на поверхні теплообмінного середовища з обох боків пластини. Пластини морських пластинчастих теплообмінників зазвичай переробляються в гофровані пластини «ялинка». Для гофрованого листа «ялинка» розмір кута ялинки має великий вплив на теплопередачу та опір рідини. Пластини з великими кутами ялинки мають високий коефіцієнт тепловіддачі і високу опір рідині; навпаки, пластини з малими кутами ялинки мають низький коефіцієнт тепловіддачі та опір. Кут ялинки 120° має найкращий ефект теплопередачі. Чим менший або більший кут, тим нижче ефективність теплопередачі. Звичайний центральний охолоджувач і охолоджувач для води з підкладкою використовують пластини «ялинка» на 120° для досягнення максимального ефекту теплопередачі.
Швидкість потоку між пластинами
Швидкість потоку рідини, що протікає між пластинами, нерівномірна. Швидкість потоку на головній лінії потоку приблизно в 4-5 разів перевищує середню швидкість потоку. Швидкість потоку кожного каналу потоку в процесі не є рівномірною. Для того щоб вивести рідину між пластинами з повністю турбулентного стану, доцільно прийняти середню швидкість потоку між пластинами 0,3-0,8 м/с. Приймайте більше значення, коли падіння опору дозволяється збільшити коефіцієнт конвективної теплопередачі плівки, тим самим зменшуючи площу теплообміну та покращуючи ефективність теплообміну. Зазвичай вибирають відповідну площу окремої частини та співвідношення сторін пластини відповідно до заданої швидкості потоку. Цей метод вибору є ключовим фактором для контролю швидкості потоку між пластинами.
(1) За допомогою моделі теплообміну теплообмінника аналізуються кілька ключових факторів, що впливають на коефіцієнт тепловіддачі k теплообмінника: коефіцієнт теплопередачі плівки α і товщина пластини δ. Характерна довжина пластин і число Рейнольдса Re між пластинами визначають розмір коефіцієнта теплопередачі плівки α.
(2) Детально проаналізовано сучасний напрямок дослідження пластин морського пластинчастого теплообмінника (товщина пластини, кут пластини та швидкість потоку між пластинами).
(3) Після аналізу необхідно покращити та оптимізувати морський пластинчастий теплообмінник на основі відповідних принципів теплообміну та механіки рідини в подальшій роботі.
