Como mellorar a eficiencia da transferencia de calor das unidades de intercambiador de calor?

O principio de funcionamento dun intercambiador de calor: o medio fluído flúe a través dos ocos ondulados dentro do intercambiador de calor a un caudal moi baixo, creando un fluxo turbulento, logrando así un coeficiente de transferencia de calor relativamente alto. Podemos concluír que a eficiencia da transferencia de calor está intimamente relacionada coa forma e estrutura das placas onduladas dentro do intercambiador de calor e o estado de fluxo do fluído. Que métodos específicos se poden usar para mellorar a eficiencia de transferencia de calor dun intercambiador de calor?

A placa é o núcleo de transferencia de calor da placaintercambiador de calor. A súa condutividade térmica e o deseño da canle de fluxo determinan directamente a capacidade básica de transferencia de calor e primeiro debe optimizarse desde a fonte.

1.Escolle materiais con alta condutividade térmica como placas

Podemos escoller aceiro inoxidable 304, aceiro inoxidable 316L, aliaxe de cobre e aliaxe de titanio como placas. O aceiro inoxidable ten unha boa condutividade térmica e un prezo relativamente razoable. Ten alta resistencia, bo rendemento de estampación e non se oxida facilmente en ambientes duros.

2.Matching eficiente estrutura ondulada de placas

O deseño de corrugación da placa determina a forma da canle de fluxo e afecta directamente a intensidade da perturbación do fluído (canto máis forte é a perturbación, máis fina é a capa límite e maior é o coeficiente de transferencia de calor convectiva). O tipo de corrugación debe seleccionarse segundo a viscosidade do fluído e os requisitos de transferencia de calor:

3. Deseño razoable de cantidade de placas e combinación de canles de fluxo

O número de placas determina a área total de transferencia de calor (A) e a combinación da canle de fluxo (unha-pasa/multi-paso) afecta o caudal do fluído. É necesario coincidir con precisión segundo a "carga de transferencia de calor": Cálculo do número de placas: De acordo coa fórmula Q=K×A×ΔTₘ (Q é a carga de intercambio de calor, ΔTₘ é a diferenza de temperatura media logarítmica), despois de determinar o valor K e ΔTₘ, calcular inversamente a área de transferencia de calor necesaria. A continuación, baseándose na área efectiva dunha soa placa (por exemplo, a área de placa utilizada habitualmente é 0,1-0,5㎡), calcula o número de placas. Recoméndase reservar unha marxe do 10%-15% para facer fronte ás flutuacións de carga a curto prazo.

Optimización da combinación de canles de fluxo: aumenta ou diminúe o número de vías de fluxo para aumentar a velocidade do fluxo ata o intervalo de turbulencias (recoméndase Re > 300 na vía de fluxo da placa). Se a velocidade do fluxo é demasiado baixa (por exemplo, Re=150 nunha única vía de fluxo, fluxo laminar), cambie a unha "vía de fluxo de dous-" (o fluído flúe cara atrás e cara atrás na placa, duplicando o camiño e a velocidade do fluxo, e aumentando Re a 300, entrando así un fluxo turbulento).

4.Reduce o grosor das placas no unidade de intercambiador de calor

A condutividade térmica vese moi afectada polo grosor da propia placa. Os experimentos de investigación demostraron que nun intercambiador de calor de placas simétricas, cada redución de 0,1 mm no espesor da placa pode aumentar o sistema de transferencia de calor global en 600 W, mentres que nun dispositivo asimétrico pode aumentar en 500 W. Polo tanto, baixo a premisa de cumprir os requisitos de rendemento mecánico do intercambiador de calor, canto máis fino sexa o espesor da placa, maior será a condutividade térmica.

5.Forma da sección ondulada

Aínda que a distribución de tensión durante a compresión é relativamente uniforme cando a sección transversal{0}} ondulada é triangular, o coeficiente de transferencia de calor da placa de espiña de pescado, que é relativamente difícil de procesar, é maior. Ademais, canto maior sexa o ángulo do deseño ondulado, maior será a velocidade de fluxo do medio na canle de fluxo entre as ramas da placa, polo que o coeficiente de transferencia de calor será maior.

6.Limpa a báscula do prato a tempo

Cando a escala da placa é superior a 1 mm, a eficiencia global de transferencia de calor do equipo reducirase nun 10%. Polo tanto, o equipo de filtrado debe engadirse na entrada e o intercambiador de calor debe limparse regularmente. Só así se pode reducir o grosor da escala na placa e estabilizar a eficiencia do intercambio de calor nun estado relativamente nivelado.