Како да се подобри ефикасноста на пренос на топлина на единиците за разменувачи на топлина?

Принципот на работа на разменувачот на топлина: Течниот медиум тече низ брановидни празнини во разменувачот на топлина со многу мала брзина на проток, создавајќи турбулентен проток, со што се постигнува релативно висок коефициент на пренос на топлина. Можеме да заклучиме дека ефикасноста на пренос на топлина е тесно поврзана со обликот и структурата на брановидни плочи во рамките на разменувачот на топлина и состојбата на проток на течноста. Кои специфични методи може да се користат за да се подобри ефикасноста на пренос на топлина на разменувачот на топлина?

Плочата е јадрото за пренос на топлина на плочатаразменувач на топлина. Неговата топлинска спроводливост и дизајнот на каналот за проток директно го одредуваат основниот капацитет за пренос на топлина и мора прво да се оптимизираат од изворот.

1. Изберете материјали со висока топлинска спроводливост како плочи

Како плочи можеме да избереме нерѓосувачки челик 304, нерѓосувачки челик 316L, легура на бакар и легура на титаниум. Нерѓосувачкиот челик има добра топлинска спроводливост и релативно разумна цена. Има висока јачина, добри перформанси на печат и не се оксидира лесно во сурови средини.

2.Matching ефикасна плоча брановидни структура

Дизајнот на брановидноста на плочата ја одредува формата на каналот на проток и директно влијае на интензитетот на нарушување на течноста (колку е посилно нарушувањето, толку е потенок граничниот слој и колку е поголем коефициентот на конвективниот пренос на топлина). Типот на брановидност треба да се избере според барањата за вискозност на течноста и пренос на топлина:

3.Разумен дизајн на количината на плочата и комбинацијата на каналот на проток

Бројот на плочи ја одредува вкупната површина на пренос на топлина (A), а комбинацијата на канали за проток (едно-премин/повеќе-) влијае на брзината на проток на течноста. Потребно е прецизно да се совпадне според „оптоварувањето за пренос на топлина“: Пресметка на бројот на плочи: Според формулата Q=K×A×ΔTₘ (Q е оптоварување за размена на топлина, ΔTₘ е логаритамска средна температурна разлика), по одредување на вредноста K и ΔTₘ, обратно пресметајте ја потребната површина за пренос на топлина. Потоа, врз основа на ефективната површина на една плоча (на пр., најчесто користената површина на плочата е 0,1-0,5㎡), пресметајте го бројот на плочи. Се препорачува да резервирате маржа од 10%-15% за да се справите со краткорочните флуктуации на оптоварувањето.

Оптимизација на комбинација на канали за проток: Зголемете го или намалете го бројот на патеки на проток за да ја зголемите брзината на протокот до турбулентниот опсег (Re > 300 се препорачува во патеката на проток на плочата). Ако брзината на протокот е премногу ниска (на пример, Re=150 во една патека на проток, ламинарен проток), сменете се во „два-патека на проток“ (флуидот тече напред-назад во плочата, удвојувајќи ја патеката и брзината на протокот и зголемувајќи го Re до 300, со што влегува во турбулентен проток).

4.Намалете ја дебелината на плочите во единица за разменувач на топлина

На топлинската спроводливост во голема мера влијае дебелината на самата плоча. Истражувачките експерименти покажаа дека во симетричен плочен разменувач на топлина, секое намалување на дебелината на плочата за 0,1 mm може да го зголеми целокупниот систем за пренос на топлина за 600 W, додека кај асиметричен уред може да се зголеми за 500 W. Затоа, под премисата за исполнување на барањата за механички перформанси на разменувачот на топлина, колку е потенка дебелината на плочата е дизајнирана, толку е поголема топлинската спроводливост.

5. Облик на брановиден дел

Иако распределбата на стресот за време на компресија е релативно рамномерна кога брановидниот попречен пресек- е триаголен, коефициентот на пренос на топлина на плочата од шевронен, кој е релативно тежок за обработка, е поголем. Покрај тоа, колку е поголем аголот на брановидниот дизајн, толку е поголема брзината на проток на медиумот во каналот за проток помеѓу гранките на плочите, така што коефициентот на пренос на топлина ќе биде поголем.

6. Навреме исчистете ја вагата на чинијата

Кога скалата на плочата е поголема од 1mm, вкупната ефикасност на пренос на топлина на опремата ќе се намали за 10%. Затоа, на влезот треба да се додаде опрема за филтрирање и редовно да се чисти разменувачот на топлина. Само на овој начин може да се намали дебелината на скалата на плочата и да се стабилизира ефикасноста на размена на топлина во релативно рамна состојба.