Brodski pločasti izmjenjivač topline kao glavna oprema za izmjenu topline na brodu ima ključnu ulogu u sigurnom radu cijelog broda. Njegova je struktura relativno jednostavna u usporedbi s drugom opremom, uglavnom se sastoji od vijka, tlačne ploče, baze, ploče i tako dalje. Široko se koristi kao linijski hladnjak za vodu, mazivo ulje i središnji hladnjak za glavni motor velikih brodova. U posljednjih nekoliko desetljeća je jako razvijena. Veliki proizvođači usredotočuju se na to kako poboljšati učinak izmjene topline brodskih pločastih izmjenjivača topline.
Budući da pločasta struktura brodskog pločastog izmjenjivača topline izravno 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 daljnja istraživanja.
Za održavanje brodskih pločastih izmjenjivača topline, ploče su spojene u obliku slova U, što je protustrujna metoda, a tekućina s obje strane je hladna voda i topla voda ili ulje za podmazivanje. Oblik izmjene topline između ploča može se apstrahirati 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 oblozi, fokus istraživanja može biti na obliku ploče.
Koji su glavni čimbenici koji utječu na učinak prijenosa topline ploče
1.Debljina ploče
2.Ugao ploče
3. Brzina protoka između ploča
Debljina ploče
Iz izraza koeficijenta prijenosa topline može se vidjeti da što je manja debljina δ ploče, to je učinak prijenosa topline izmjenjivača topline bolji. Standard za brodske pločaste izmjenjivače topline predlaže da je debljina ploče izmjenjivača topline 0,6～0,8 mm. Najtanja titan ploča u industriji dosegnula je 0,4 mm. Stanjivanje ploče neće biti previše očito da bi se poboljšao učinak izmjene topline, ali glavna svrha je smanjiti troškove i smanjiti potrošnju materijala, ali će se čvrstoća tanke ploče relativno smanjiti nakon prešanja.
Kut ploče
Jedna od glavnih metoda za povećanje vrijednosti k u brodskim pločastim izmjenjivačima topline je povećanje stupnja poremećaja tekućine 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 kuta riblje kosti ima veliki utjecaj na prijenos topline i otpornost tekućine. Ploče s velikim kutovima riblje kosti imaju visok koeficijent prijenosa topline i visoku otpornost na tekućinu; obrnuto, ploče s malim kutovima riblje kosti imaju nizak koeficijent prijenosa topline i otpor. Kut riblje kosti od 120° ima najbolji učinak prijenosa topline. Što je kut manji ili veći, to je niža učinkovitost prijenosa topline. Uobičajeni središnji hladnjak i hladnjak vode u podlozi koriste ploče riblje kosti od 120° za postizanje maksimalnog učinka prijenosa topline.
Brzina protoka između ploča
Brzina protoka tekućine koja teče između ploča nije jednolika. 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. Kako bi tekućina tekla između ploča, iz potpuno turbulentnog stanja, preporučljivo je uzeti prosječnu brzinu strujanja između ploča 0,3-0,8 m/s. Uzmite veću vrijednost kada se dopusti pad otpora kako bi se povećao koeficijent filma konvektivnog prijenosa topline, čime se smanjuje površina izmjene topline i poboljšava učinkovitost izmjene topline. Obično odaberite odgovarajuću jednodijelnu površinu i omjer širine i visine ploče prema danoj brzini protoka. Ova metoda odabira je ključni čimbenik u kontroli brzine protoka između ploča.
(1) Kroz model prijenosa topline izmjenjivača topline analizira se nekoliko ključnih čimbenika koji utječu na koeficijent prolaza topline k izmjenjivača topline: koeficijent prijenosa topline filma α i debljina ploče δ. Karakteristična duljina ploča i Reynoldsov broj Re između ploča određuju veličinu koeficijenta filma prijenosa topline α.
(2) Detaljno je analiziran dosadašnji smjer istraživanja ploča izmjenjivača topline brodskih ploča (debljina ploče, kut ploče i brzina strujanja među pločama).
(3) Nakon analize potrebno je u daljnjem radu poboljšati i optimizirati brodski pločasti izmjenjivač topline na temelju relevantnih principa prijenosa topline i mehanike fluida.
