Kaip pagerinti šilumokaičių agregatų šilumos perdavimo efektyvumą?

Šilumokaičio veikimo principas: Skysti terpė teka per gofruotus tarpus šilumokaityje labai mažu srautu, sukurdama turbulentinį srautą, todėl pasiekiamas santykinai aukštas šilumos perdavimo koeficientas. Galime daryti išvadą, kad šilumos perdavimo efektyvumas yra glaudžiai susijęs su gofruotųjų plokščių forma ir struktūra šilumokaityje bei skysčio srauto būsena. Kokiais konkrečiais metodais galima pagerinti šilumokaičio šilumos perdavimo efektyvumą?

Plokštė yra plokštės šilumos perdavimo šerdisšilumokaitis. Jo šilumos laidumas ir srauto kanalo konstrukcija tiesiogiai lemia pagrindinį šilumos perdavimo pajėgumą ir pirmiausia turi būti optimizuojami nuo šaltinio.

1. Pasirinkite medžiagas su dideliu šilumos laidumu kaip plokštes

Kaip plokštes galime pasirinkti 304 nerūdijantį plieną, 316L nerūdijantį plieną, vario lydinį ir titano lydinį. Nerūdijantis plienas turi gerą šilumos laidumą ir palyginti priimtiną kainą. Jis pasižymi dideliu stiprumu, geromis štampavimo savybėmis ir nėra lengvai oksiduojamas atšiaurioje aplinkoje.

2.Atitinka efektyvią plokščių gofruotą struktūrą

Plokštės gofruotoji konstrukcija lemia srauto kanalo formą ir tiesiogiai veikia skysčio trikdymo intensyvumą (kuo stipresnis trikdymas, tuo plonesnis ribinis sluoksnis ir didesnis konvekcinis šilumos perdavimo koeficientas). Gofravimo tipas turi būti parenkamas atsižvelgiant į skysčio klampumą ir šilumos perdavimo reikalavimus:

3. Protingas plokščių kiekio ir srauto kanalo derinio dizainas

Plokščių skaičius lemia bendrą šilumos perdavimo plotą (A), o srauto kanalų derinys (vienas{0}}praėjimas/daugelis{1}}praėjimas) turi įtakos skysčio srauto greičiui. Būtina tiksliai suderinti pagal „šilumos perdavimo apkrovą“: Plokščių skaičiaus apskaičiavimas: Pagal formulę Q=K×A×ΔTₘ (Q – šilumos mainų apkrova, ΔTₘ – logaritminis vidutinis temperatūrų skirtumas), nustačius K reikšmę ir ΔTₘ, atvirkščiai, apskaičiuojamas minimalus šilumos perdavimo plotas. Tada, remdamiesi vienos plokštės efektyviuoju plotu (pvz., dažniausiai naudojamas plokštelės plotas yra 0,1-0,5 ㎡), apskaičiuokite plokščių skaičių. Norint susidoroti su trumpalaikiais apkrovos svyravimais, rekomenduojama rezervuoti 10–15 % maržą.

Srauto kanalų derinio optimizavimas: padidinkite arba sumažinkite srauto kelių skaičių, kad padidintumėte srauto greitį iki turbulentinio diapazono (plokštelės srauto kelyje rekomenduojama Re > 300). Jei srauto greitis yra per mažas (pavyzdžiui, Re=150 viename srauto kelyje, laminariniame sraute), pakeiskite į „dviejų-tėkmės kelią“ (skystis teka pirmyn ir atgal plokštelėje, padvigubindamas kelią ir srauto greitį, o padidindamas Re iki 300, taip patekdamas į turbulentinį srautą).

4.Sumažinkite plokščių storį šilumokaičio blokas

Šilumos laidumui didelę įtaką daro pačios plokštės storis. Tyrimų eksperimentai parodė, kad simetriškame plokšteliniame šilumokaityje kas 0,1 mm sumažinus plokštės storį, bendra šilumos perdavimo sistema gali padidėti 600 W, o asimetriškame įrenginyje jis gali padidėti 500 W. Todėl, atsižvelgiant į šilumokaičio mechaninio veikimo reikalavimus, kuo plonesnis plokštės storis, tuo didesnis šilumos laidumas.

5. Gofruotojo profilio forma

Nors įtempių pasiskirstymas suspaudimo metu yra gana tolygus, kai gofruotas skerspjūvis- yra trikampis, silkės plokštės, kurią gana sunku apdoroti, šilumos perdavimo koeficientas yra didesnis. Be to, kuo didesnis gofruoto dizaino kampas, tuo didesnis terpės srauto greitis srauto kanale tarp plokščių šakų, todėl šilumos perdavimo koeficientas bus didesnis.

6.Lėkštėje esančias svarstykles nuvalykite laiku

Kai plokštelės skalė yra didesnė nei 1 mm, bendras įrangos šilumos perdavimo efektyvumas sumažės 10%. Todėl prie įėjimo reikia pridėti filtravimo įrangą ir reguliariai valyti šilumokaitį. Tik tokiu būdu galima sumažinti plokštelės apnašų storį ir stabilizuoti šilumos mainų efektyvumą esant santykinai lygiai.