Hur förbättrar man värmeöverföringseffektiviteten för värmeväxlarenheter?

Arbetsprincipen för en värmeväxlare: Vätskemediet strömmar genom de korrugerade spalterna i värmeväxlaren med en mycket låg flödeshastighet, vilket skapar turbulent flöde, vilket ger en relativt hög värmeöverföringskoefficient. Vi kan dra slutsatsen att värmeöverföringseffektiviteten är nära relaterad till formen och strukturen på de korrugerade plattorna i värmeväxlaren och vätskans flödestillstånd. Vilka specifika metoder kan användas för att förbättra värmeöverföringseffektiviteten hos en värmeväxlare?

Plattan är plattans värmeöverföringskärnavärmeväxlare. Dess värmeledningsförmåga och flödeskanaldesign bestämmer direkt den grundläggande värmeöverföringskapaciteten och måste optimeras från källan först.

1.Välj material med hög värmeledningsförmåga som plattor

Vi kan välja 304 rostfritt stål, 316L rostfritt stål, kopparlegering och titanlegering som plattor. Rostfritt stål har god värmeledningsförmåga och ett relativt rimligt pris. Den har hög hållfasthet, bra stämplingsprestanda och oxideras inte lätt i tuffa miljöer.

2. Matchande effektiv plåt korrugerad struktur

Plattans korrugeringsdesign bestämmer flödeskanalens form och påverkar direkt intensiteten av vätskestörningar (ju starkare störning, desto tunnare gränsskikt och desto högre konvektiv värmeöverföringskoefficient). Korrugeringstypen bör väljas enligt vätskeviskositeten och värmeöverföringskraven:

3. Rimlig utformning av plåtkvantitet och flödeskanalkombination

Antalet plattor bestämmer den totala värmeöverföringsarean (A), och flödeskanalkombinationen (enkel-pass/fler-passage) påverkar vätskeflödet. Det är nödvändigt att noggrant matcha det enligt "värmeöverföringsbelastningen": Beräkning av antalet plattor: Enligt formeln Q=K×A×ΔTₘ (Q är värmeväxlingsbelastningen, ΔTₘ är den logaritmiska medeltemperaturskillnaden), efter att ha bestämt K-värdet och ΔTₘ, beräkna den minsta värmeöverföringsarean omvänt. Beräkna sedan antalet plattor, baserat på den effektiva arean av en enskild platta (t.ex. den vanligaste plattytan är 0,1-0,5㎡). Det rekommenderas att reservera en marginal på 10-15 % för att klara kortvariga lastfluktuationer.

Optimering av flödeskanalkombination: Öka eller minska antalet flödesvägar för att öka flödeshastigheten till det turbulenta området (Re > 300 rekommenderas i plattans flödesväg). Om flödeshastigheten är för låg (till exempel Re=150 i en enkelflödesbana, laminärt flöde), byt till en "två-flödesbana" (vätskan strömmar fram och tillbaka i plattan, fördubblar vägen och flödeshastigheten, och ökar Re till 300, och går därmed in i turbulent flöde).

4. Minska tjockleken på plattorna i värmeväxlarenhet

Värmeledningsförmågan påverkas mycket av själva plattans tjocklek. Forskningsexperiment har visat att i en symmetrisk plattvärmeväxlare kan varje 0,1 mm minskning av platttjockleken öka det totala värmeöverföringssystemet med 600W, medan det i en asymmetrisk enhet kan öka med 500W. Därför, under förutsättningen att uppfylla de mekaniska prestandakraven för värmeväxlaren, ju tunnare plåttjockleken är utformad, desto högre värmeledningsförmåga.

5. Formen på den korrugerade delen

Även om spänningsfördelningen under kompression är relativt jämn när det korrugerade-tvärsnittet är triangulärt, är värmeöverföringskoefficienten för fiskbensplattan, som är relativt svår att bearbeta, högre. Dessutom, ju större vinkeln på den korrugerade designen är, desto högre flödeshastighet för mediet i flödeskanalen mellan plåtgrenarna, så värmeöverföringskoefficienten blir större.

6.Rengör vågen på plattan i tid

När skalan på plattan är större än 1 mm kommer utrustningens totala värmeöverföringseffektivitet att minska med 10 %. Därför bör filtreringsutrustning läggas till vid inloppet och värmeväxlaren bör rengöras regelbundet. Endast på detta sätt kan tjockleken på skalan på plattan reduceras och värmeväxlingseffektiviteten stabiliseras i ett relativt jämnt tillstånd.