El intercambiador de calor de placas marino como equipo principal de intercambio de calor en el barco juega un papel clave en el funcionamiento seguro de todo el barco. Su estructura es relativamente simple en comparación con otros equipos, compuesta principalmente por tornillo, placa de presión, base, placa, etc. Es ampliamente utilizado como agua de revestimiento, enfriador de aceite lubricante y enfriador central para el motor principal de grandes barcos. Se ha desarrollado mucho en las últimas décadas. Los principales fabricantes se están centrando en cómo mejorar el efecto de intercambio de calor de los intercambiadores de calor de placas marinos.
Porque la estructura de placas del intercambiador de calor de placas marino afecta directamente el rendimiento del intercambiador de calor. Este artículo discutirá la influencia de una serie de parámetros de placa del intercambiador de calor de placas marino existente en el rendimiento del intercambiador de calor, con el fin de proporcionar alguna referencia para futuras investigaciones.
Para la mantenibilidad de los intercambiadores de calor de placas marinos, las placas se conectan en forma de U, que es un método a contracorriente, y el fluido en ambos lados es agua fría y agua caliente o aceite lubricante. La forma de intercambio de calor entre las placas se puede abstraer como transferencia de calor de pared plana. Dado que el flujo de fluido en el canal del intercambiador de calor de placas marino está determinado por el intercambio de calor del aceite lubricante del motor diesel del motor principal o del agua de revestimiento, el enfoque del estudio puede estar en la forma de placa.
¿Cuáles son los principales factores que afectan el efecto de transferencia de calor de la placa?
1.Espesor de la placa
2.Ángulo de la placa
3.Caudal entre placas
Espesor de la placa
Puede verse a partir de la expresión del coeficiente de transferencia de calor que cuanto menor sea el espesor δ de la placa, mejor será el efecto de transferencia de calor del intercambiador de calor. El estándar para intercambiadores de calor de placas marinos propone que el espesor de la placa del intercambiador de calor sea de 0,6 ± 0,8 mm. La placa de titanio más delgada de la industria ha alcanzado los 0,4 mm. El adelgazamiento de la placa no será demasiado obvio para mejorar el efecto de intercambio de calor, pero el propósito principal es reducir el costo y reducir el consumo de materiales, pero la resistencia de la placa delgada se reducirá relativamente después del prensado.
Ángulo de placa
Uno de los métodos principales para aumentar el valor de k en los intercambiadores de calor de placas marinos es aumentar el grado de perturbación del fluido en la superficie del medio de intercambio de calor en ambos lados de la placa. Las placas de los intercambiadores de calor de placas marinas generalmente se procesan en placas corrugadas en espiga. Para la lámina corrugada en espiga, el tamaño del ángulo en espiga tiene una gran influencia en la transferencia de calor y la resistencia a los fluidos. Las placas con grandes ángulos en espiga tienen un alto coeficiente de transferencia de calor y una alta resistencia a los fluidos; por el contrario, las placas con pequeños ángulos en espiga tienen un coeficiente de transferencia de calor y una resistencia bajos. El ángulo en espiga de 120 ° tiene el mejor efecto de transferencia de calor. Cuanto menor o mayor sea el ángulo, menor será la eficiencia de transferencia de calor. El enfriador central y el enfriador de agua de revestimiento habituales utilizan placas de espina de pescado de 120 ° para lograr el máximo efecto de transferencia de calor.
Tasa de flujo entre placas
El caudal del fluido que fluye entre las placas no es uniforme. La tasa de flujo en la línea de flujo principal es aproximadamente de 4 a 5 veces la tasa de flujo promedio. El caudal de cada canal de flujo en un proceso no es uniforme. Para hacer que el fluido fluya entre las placas, fuera de un estado completamente turbulento, es aconsejable tomar la velocidad media de flujo entre las placas de 0,3-0,8 m / s. Tome un valor mayor cuando se permite que la caída de resistencia aumente el coeficiente de la película de transferencia de calor por convección, reduciendo así el área de intercambio de calor y mejorando la eficiencia del intercambio de calor. Por lo general, seleccione el área adecuada de una sola pieza y la relación de aspecto de la placa de acuerdo con un caudal determinado. Este método de selección es un factor clave para controlar el caudal entre las placas.
(1) A través del modelo de transferencia de calor del intercambiador de calor, se analizan varios factores clave que afectan el coeficiente de transferencia de calor k del intercambiador de calor: coeficiente de película de transferencia de calor α y espesor de placa δ. La longitud característica de las placas y el número de Reynolds Re entre las placas determinan el tamaño del coeficiente α de la película de transferencia de calor.
(2) Se analiza en detalle la dirección actual de investigación de las placas de intercambiadores de calor de placas marinas (espesor de placa, ángulo de placa y velocidad de flujo entre placas).
(3) Después del análisis, es necesario mejorar y optimizar el intercambiador de calor de placas marinas basándose en los principios relevantes de transferencia de calor y mecánica de fluidos en el trabajo posterior.