Lo scambiatore di calore a piastre marino come principale attrezzatura di scambio di calore sulla nave svolge un ruolo chiave nel funzionamento sicuro dell'intera nave. La sua struttura è relativamente semplice rispetto ad altre apparecchiature, composta principalmente da vite, piastra di pressione, base, piastra e così via. È ampiamente usato come acqua di linea, radiatore dell'olio lubrificante e radiatore centrale per il motore principale delle grandi navi. È stato molto sviluppato negli ultimi decenni. I principali produttori si stanno concentrando su come migliorare l'effetto di scambio termico degli scambiatori di calore a piastre marini.
Perché la struttura a piastre dello scambiatore di calore a piastre marino influisce direttamente sulle prestazioni dello scambiatore di calore. Questo articolo discuterà l'influenza di una serie di parametri delle piastre dello scambiatore di calore a piastre marino esistente sulle prestazioni dello scambiatore di calore, al fine di fornire un riferimento per ulteriori ricerche.
Per la manutenibilità degli scambiatori di calore a piastre marini, le piastre sono collegate a forma di U, che è un metodo controcorrente, e il fluido su entrambi i lati è acqua fredda e acqua calda o olio lubrificante. La forma di scambio termico tra le piastre può essere sottratta come trasferimento di calore a parete piana. Poiché il flusso di fluido nel canale dello scambiatore di calore a piastre marino è determinato dallo scambio di calore dell'olio lubrificante del motore diesel del motore principale o dell'acqua di rivestimento, l'obiettivo dello studio può essere la forma della piastra.
Quali sono i principali fattori che influenzano l'effetto di trasferimento di calore della piastra?
1. Spessore piastra
2.Angolo del piatto
3. Portata tra le piastre
Spessore piastra
Dall'espressione del coefficiente di scambio termico si può vedere che minore è lo spessore della piastra, migliore è l'effetto di scambio termico dello scambiatore di calore. Lo standard per gli scambiatori di calore a piastre marini propone che lo spessore della piastra dello scambiatore di calore sia 0,6～0,8 mm. La piastra in titanio più sottile del settore ha raggiunto 0,4 mm. L'assottigliamento della lastra non sarà troppo ovvio per migliorare l'effetto di scambio termico, ma lo scopo principale è ridurre i costi e ridurre il consumo di materiali, ma la resistenza della lastra sottile sarà relativamente ridotta dopo la pressatura.
Angolo del piatto
Uno dei metodi principali per aumentare il valore di k negli scambiatori di calore a piastre marini è aumentare il grado di disturbo del fluido sulla superficie del mezzo di scambio termico su entrambi i lati della piastra. Le piastre degli scambiatori di calore a piastre marine vengono solitamente trasformate in piastre ondulate a spina di pesce. Per il foglio ondulato a spina di pesce, la dimensione dell'angolo a spina di pesce ha una grande influenza sul trasferimento di calore e sulla resistenza ai fluidi. Le piastre con grandi angoli a spina di pesce hanno un elevato coefficiente di scambio termico e un'elevata resistenza ai fluidi; al contrario, le piastre con angoli a spina di pesce piccoli hanno un coefficiente di scambio termico e una resistenza bassi. L'angolo a spina di pesce di 120 ° ha il miglior effetto di trasferimento di calore. Più piccolo o più grande è l'angolo, minore è l'efficienza di trasferimento del calore. Il solito dispositivo di raffreddamento centrale e il refrigeratore d'acqua liner utilizzano piastre a spina di pesce a 120° per ottenere il massimo effetto di trasferimento di calore.
Portata tra le piastre
La portata del fluido che scorre tra le piastre non è uniforme. La portata sulla linea di flusso principale è circa 4-5 volte la portata media. La portata di ciascun canale di flusso in un processo non è uniforme. Per far fluire il fluido tra le piastre, fuori da uno stato completamente turbolento, è consigliabile prendere la velocità media del flusso tra le piastre di 0,3-0,8 m/s. Prendere un valore maggiore quando si consente alla caduta di resistenza di aumentare il coefficiente del film di scambio termico convettivo, riducendo così l'area di scambio termico e migliorando l'efficienza dello scambio termico. Di solito selezionare l'area del pezzo singolo e il rapporto di aspetto appropriati della piastra in base a una data portata. Questo metodo di selezione è un fattore chiave nel controllo della portata tra le piastre.
(1) Attraverso il modello di scambio termico dello scambiatore di calore, vengono analizzati diversi fattori chiave che influenzano il coefficiente di scambio termico k dello scambiatore di calore: coefficiente del film di scambio termico α e spessore della piastra δ. La lunghezza caratteristica delle piastre e il numero di Reynolds Re tra le piastre determinano la dimensione del coefficiente α del film di trasferimento di calore.
(2) L'attuale direzione di ricerca delle piastre degli scambiatori di calore a piastre marine (spessore delle piastre, angolo delle piastre e velocità del flusso tra le piastre) viene analizzata in dettaglio.
(3) Dopo l'analisi, è necessario migliorare e ottimizzare lo scambiatore di calore a piastre marino in base ai principi pertinenti del trasferimento di calore e della meccanica dei fluidi nel lavoro successivo.
