Pomorski pločasti izmjenjivač topline kao glavna oprema za izmjenu topline na brodu igra ključnu ulogu u sigurnom radu cijelog broda. Njegova struktura je relativno jednostavna u poređenju sa drugom opremom, uglavnom se sastoji od zavrtnja, potisne ploče, baze, ploče i tako dalje. Široko se koristi kao hladnjak vode u liniji, hladnjak ulja za podmazivanje i centralni hladnjak za glavni motor velikih brodova. U posljednjih nekoliko decenija je jako razvijena. Glavni proizvođači se fokusiraju na to kako poboljšati učinak izmjene topline brodskih pločastih izmjenjivača topline.
Budući da pločasta struktura morskog pločastog izmjenjivača topline direktno utječe na performanse izmjenjivača topline. Ovaj članak će raspravljati o utjecaju niza parametara ploča postojećeg brodskog pločastog izmjenjivača topline na performanse izmjenjivača topline, kako bi se pružila neka referenca za dalja istraživanja.
Za održavanje brodskih pločastih izmjenjivača topline, ploče su povezane u obliku slova U, što je metoda protiv struje, a tekućina s obje strane je hladna voda i topla voda ili ulje za podmazivanje. Oblik razmjene topline između ploča može se apstrahovati kao prijenos topline ravnog zida. Budući da je protok tekućine u kanalu brodskog pločastog izmjenjivača topline određen izmjenom topline ulja za podmazivanje dizel motora glavnog motora ili vode u oblogu, fokus istraživanja može biti na pločastom obliku.
Koji su glavni faktori koji utiču na efekat prenosa toplote ploče
1.Debljina ploče
2.Ugao ploče
3. Brzina protoka između ploča
Debljina ploče
Iz izraza koeficijenta prolaza topline se vidi da što je manja debljina δ ploče, to je učinak prijenosa topline izmjenjivača topline bolji. Standard za brodske pločaste izmjenjivače topline predlaže da debljina ploče izmjenjivača topline bude 0,6～0,8 mm. Najtanja titanijumska ploča u industriji dostigla je 0,4 mm. Stanjivanje ploče neće biti previše očito da bi se poboljšao učinak izmjene topline, ali glavna svrha je smanjenje troškova i smanjenje potrošnje materijala, ali će se čvrstoća tanke ploče relativno smanjiti nakon prešanja.
Ugao ploče
Jedna od glavnih metoda za povećanje vrijednosti k u brodskim pločastim izmjenjivačima topline je povećanje stepena poremećaja fluida na površini medija za izmjenu topline s obje strane ploče. Ploče brodskih pločastih izmjenjivača topline obično se prerađuju u valovite ploče od riblje kosti. Za valoviti lim riblje kosti, veličina ugla riblje kosti ima veliki utjecaj na prijenos topline i otpornost fluida. Ploče sa velikim uglovima riblje kosti imaju visok koeficijent prenosa toplote i visoku otpornost na fluid; obrnuto, ploče s malim uglovima riblje kosti imaju nizak koeficijent prijenosa topline i otpor. Ugao riblje kosti od 120° ima najbolji učinak prijenosa topline. Što je ugao manji ili veći, to je niža efikasnost prenosa toplote. Uobičajeni centralni hladnjak i hladnjak vode u liniji koriste ploče riblje kosti od 120° za postizanje maksimalnog efekta prijenosa topline.
Brzina protoka između ploča
Brzina protoka fluida koji teče između ploča nije ravnomjerna. Brzina protoka na glavnom protočnom vodu je oko 4 do 5 puta veća od prosječne brzine protoka. Brzina protoka svakog kanala protoka u procesu nije ujednačena. Da bi tečnost između ploča izašla iz potpuno turbulentnog stanja, preporučljivo je uzeti prosječnu brzinu strujanja između ploča 0,3-0,8 m/s. Uzmite veću vrijednost kada se dozvoli pad otpora da poveća koeficijent filma konvektivnog prijenosa topline, čime se smanjuje površina izmjene topline i poboljšava efikasnost izmjene topline. Obično odaberite odgovarajuću površinu jednog komada i odnos širine i visine ploče prema datom protoku. Ova metoda odabira je ključni faktor u kontroli brzine protoka između ploča.
(1) Kroz model prijenosa topline izmjenjivača topline analizira se nekoliko ključnih faktora koji utiču na koeficijent prolaza topline k izmjenjivača topline: koeficijent filma prijenosa topline α i debljina ploče δ. Karakteristična dužina ploča i Reynoldsov broj Re između ploča određuju veličinu koeficijenta filma prijenosa topline α.
(2) Detaljno je analiziran trenutni smjer istraživanja ploča izmjenjivača topline brodskih ploča (debljina ploče, ugao ploče i brzina strujanja među pločama).
(3) Nakon analize potrebno je u narednom radu poboljšati i optimizirati brodski pločasti izmjenjivač topline na osnovu relevantnih principa prijenosa topline i mehanike fluida.
