Pomorski ploščni toplotni izmenjevalec kot glavna oprema za izmenjavo toplote na ladji igra ključno vlogo pri varnem delovanju celotne ladje. Njegova struktura je sorazmerno preprosta v primerjavi z drugo opremo, v glavnem sestavljena iz vijaka, tlačne plošče, osnove, plošče itd. Široko se uporablja kot linijski hladilnik za vodo, hladilnik mazalnega olja in osrednji hladilnik za glavni motor velikih ladij. V zadnjih nekaj desetletjih se je zelo razvila. Večji proizvajalci se osredotočajo na to, kako izboljšati učinek izmenjave toplote morskih ploščnih toplotnih izmenjevalnikov.
Ker ploščna struktura morskega ploščnega toplotnega izmenjevalnika neposredno vpliva na delovanje toplotnega izmenjevalnika. Ta članek bo obravnaval vpliv niza parametrov plošč obstoječega morskega ploščnega toplotnega izmenjevalnika na zmogljivost toplotnega izmenjevalnika, da bi zagotovili nekaj referenc za nadaljnje raziskave.
Za vzdrževanje pomorskih ploščnih toplotnih izmenjevalnikov so plošče povezane v obliki črke U, ki je protitočna metoda, tekočina na obeh straneh pa sta hladna voda in vroča voda ali mazalno olje. Obliko izmenjave toplote med ploščami lahko abstrahiramo kot prenos toplote s ravno steno. Ker je pretok tekočine v kanalu ladijskega ploščnega toplotnega izmenjevalnika določen z izmenjavo toplote mazalnega olja dizelskega motorja glavnega motorja ali vode v oblogi, je lahko poudarek študije na obliki plošče.
Kateri so glavni dejavniki, ki vplivajo na učinek prenosa toplote plošče
1. Debelina plošče
2.Kot plošče
3. Pretok med ploščami
Debelina plošče
Iz izraza koeficienta toplotnega prehoda je razvidno, da manjša kot je debelina δ plošče, boljši je učinek prenosa toplote toplotnega izmenjevalnika. Standard za pomorske ploščne izmenjevalnike toplote predlaga, da je debelina plošče toplotnega izmenjevalnika 0,6～0,8 mm. Najtanjša titanova plošča v industriji je dosegla 0,4 mm. Redčenje plošče ne bo preveč očitno za izboljšanje učinka toplotne izmenjave, vendar je glavni namen zmanjšati stroške in zmanjšati porabo materialov, vendar se bo moč tanke plošče po stiskanju relativno zmanjšala.
Kot plošče
Ena od glavnih metod za povečanje vrednosti k v pomorskih ploščnih toplotnih izmenjevalnikih je povečanje stopnje motenj tekočine na površini medija za izmenjavo toplote na obeh straneh plošče. Plošče pomorskih ploščnih toplotnih izmenjevalcev se običajno predelajo v valovite plošče ribje kosti. Pri valoviti plošči ribje kosti ima velikost kota ribje kosti velik vpliv na prenos toplote in odpornost na tekočino. Plošče z velikimi koti ribje kosti imajo visok koeficient prenosa toplote in visoko odpornost na tekočino; nasprotno pa imajo plošče z majhnimi koti ribje kosti nizek koeficient prenosa toplote in odpornost. Kot ribje kosti 120° ima najboljši učinek prenosa toplote. Manjši ali večji kot je kot, nižja je učinkovitost prenosa toplote. Običajni centralni hladilnik in vodni hladilnik uporabljata 120° plošče ribje kosti za doseganje največjega učinka prenosa toplote.
Pretok med ploščami
Pretok tekočine, ki teče med ploščami, ni enakomeren. Pretok na glavnem pretoku je približno 4 do 5-kratnik povprečnega pretoka. Pretok vsakega pretočnega kanala v procesu ni enoten. Za pretok tekočine med ploščami iz popolnoma turbulentnega stanja je priporočljivo vzeti povprečno hitrost toka med ploščami 0,3-0,8 m/s. Vzemite večjo vrednost, ko dovolite padec upora za povečanje koeficienta konvektivnega filma prenosa toplote, s čimer se zmanjša območje izmenjave toplote in izboljša učinkovitost izmenjave toplote. Običajno izberite ustrezno površino enega kosa in razmerje stranic plošče glede na dano hitrost pretoka. Ta metoda izbire je ključni dejavnik pri nadzoru pretoka med ploščami.
(1) Skozi model prenosa toplote toplotnega izmenjevalnika je analiziranih več ključnih dejavnikov, ki vplivajo na koeficient toplotne prehodnosti k toplotnega izmenjevalnika: koeficient toplotne prevodnosti filma α in debelina plošče δ. Značilna dolžina plošč in Reynoldsovo število Re med ploščama določata velikost koeficienta filma za prenos toplote α.
(2) Podrobno je analizirana trenutna smer raziskovanja plošč morskega ploščnega toplotnega izmenjevalnika (debelina plošče, kot plošče in hitrost medploščnega toka).
(3) Po analizi je treba v nadaljnjem delu izboljšati in optimizirati pomorski ploščni toplotni izmenjevalnik na podlagi ustreznih principov prenosa toplote in mehanike tekočin.
