Den marine platevarmeveksleren som hovedvarmevekslerutstyret på skipet spiller en nøkkelrolle for sikker drift av hele skipet. Strukturen er relativt enkel sammenlignet med annet utstyr, hovedsakelig sammensatt av skrue, trykkplate, base, plate og så videre. Den er mye brukt som foringsvann, smøreoljekjøler og sentralkjøler for hovedmotoren til store skip. Det har blitt sterkt utviklet de siste tiårene. Store produsenter fokuserer på hvordan de kan forbedre varmevekslingseffekten til marine platevarmevekslere.
Fordi platestrukturen til den marine platevarmeveksleren påvirker ytelsen til varmeveksleren direkte. Denne artikkelen vil diskutere påvirkningen av en rekke plateparametere til den eksisterende marine platevarmeveksleren på ytelsen til varmeveksleren, for å gi en referanse for videre forskning.
For vedlikehold av marine platevarmevekslere er platene koblet i en U-form, som er en motstrømsmetode, og væsken på begge sider er kaldt vann og varmt vann eller smøreolje. Varmevekslingsformen mellom platene kan abstraheres som flatvegg varmeoverføring. Siden strømmen av væske i kanalen til den marine platevarmeveksleren bestemmes av varmevekslingen til hovedmotorens dieselmotors smøreolje eller foringsvann, kan fokuset for studien være på plateformen.
Hva er hovedfaktorene som påvirker varmeoverføringseffekten til platen
1.Platetykkelse
2. Vinkel på plate
3. Strømningshastighet mellom platene
Platetykkelse
Det kan sees fra uttrykket av varmeoverføringskoeffisienten at jo mindre tykkelsen δ på platen er, desto bedre varmeoverføringseffekt har varmeveksleren. Standarden for marine platevarmevekslere foreslår at platetykkelsen på varmeveksleren er 0,6–0,8 mm. Den tynneste titanplaten i bransjen har nådd 0,4 mm. Å tynne platen vil ikke være for åpenbar for å forbedre varmevekslingseffekten, men hovedformålet er å redusere kostnadene og redusere forbruket av materialer, men styrken til den tynne platen vil bli relativt redusert etter pressing.
Vinkel på plate
En av hovedmetodene for å øke verdien av k i marine platevarmevekslere er å øke graden av væskeforstyrrelse på overflaten av varmevekslermediet på begge sider av platen. Platene til marine platevarmevekslere blir vanligvis bearbeidet til sildbeinkorrugerte plater. For fiskebensbølgeplaten har størrelsen på fiskebeinsvinkelen stor innflytelse på varmeoverføring og væskemotstand. Plater med store fiskebeinsvinkler har høy varmeoverføringskoeffisient og høy væskemotstand; omvendt har plater med små fiskebensvinkler lav varmeoverføringskoeffisient og motstand. 120° fiskebeinsvinkel har den beste varmeoverføringseffekten. Jo mindre eller større vinkelen er, jo lavere er varmeoverføringseffektiviteten. Den vanlige sentralkjøleren og vannkjøleren bruker 120° fiskebeinsplater for å oppnå maksimal varmeoverføringseffekt.
Strømningshastighet mellom platene
Strømningshastigheten til fluidet som strømmer mellom platene er ikke jevn. Strømningshastigheten på hovedstrømledningen er ca. 4 til 5 ganger gjennomsnittlig strømningshastighet. Strømningshastigheten til hver strømningskanal i en prosess er ikke ensartet. For å få væsken til å strømme mellom platene, ut av en fullstendig turbulent tilstand, er det tilrådelig å ta gjennomsnittlig strømningshastighet mellom platene 0,3-0,8m/s. Ta en større verdi når motstandsfallet tillates å øke den konvektive varmeoverføringsfilmkoeffisienten, og derved redusere varmevekslingsområdet og forbedre varmevekslingseffektiviteten. Vanligvis velges det passende areal i ett stykke og sideforhold for platen i henhold til en gitt strømningshastighet. Denne valgmetoden er en nøkkelfaktor for å kontrollere strømningshastigheten mellom platene.
(1) Gjennom varmeoverføringsmodellen til varmeveksleren analyseres flere nøkkelfaktorer som påvirker varmeoverføringskoeffisienten k til varmeveksleren: varmeoverføringsfilmkoeffisienten α og platetykkelsen δ. Den karakteristiske lengden på platene og Reynolds-tallet Re mellom platene bestemmer størrelsen på varmeoverføringsfilmkoeffisienten α.
(2) Den nåværende forskningsretningen for marine platevarmevekslerplater (platetykkelse, platevinkel og strømningshastighet mellom platene) analyseres i detalj.
(3) Etter analyse er det nødvendig å forbedre og optimalisere den marine platevarmeveksleren basert på de relevante prinsippene for varmeoverføring og fluidmekanikk i det påfølgende arbeidet.
