Ինչպե՞ս բարելավել ջերմափոխանակիչի ագրեգատների ջերմային փոխանցման արդյունավետությունը:

Ջերմափոխանակիչի աշխատանքի սկզբունքը. Հեղուկ միջավայրը հոսում է ջերմափոխանակիչի ծալքավոր բացերի միջով շատ ցածր հոսքի արագությամբ՝ ստեղծելով տուրբուլենտ հոսք՝ դրանով իսկ հասնելով ջերմափոխանակման համեմատաբար բարձր գործակից: Կարելի է եզրակացնել, որ ջերմափոխանակման արդյունավետությունը սերտորեն կապված է ջերմափոխանակիչի ներսում ծալքավոր թիթեղների ձևի և կառուցվածքի և հեղուկի հոսքի վիճակի հետ: Ի՞նչ հատուկ մեթոդներ կարող են օգտագործվել ջերմափոխանակիչի ջերմափոխանակման արդյունավետությունը բարելավելու համար:

Թիթեղը ափսեի ջերմային փոխանցման միջուկն էջերմափոխանակիչ. Դրա ջերմային հաղորդունակությունը և հոսքի ալիքի ձևավորումն ուղղակիորեն որոշում են ջերմափոխանակման հիմնական հզորությունը և պետք է օպտիմիզացվեն սկզբից աղբյուրից:

1. Որպես թիթեղներ ընտրեք բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ նյութեր

Որպես թիթեղներ մենք կարող ենք ընտրել 304 չժանգոտվող պողպատ, 316 լ չժանգոտվող պողպատ, պղնձի խառնուրդ և տիտանի խառնուրդ: Չժանգոտվող պողպատն ունի լավ ջերմային հաղորդունակություն և համեմատաբար ողջամիտ գին: Այն ունի բարձր ուժ, լավ դրոշմման կատարում և հեշտությամբ չի օքսիդանում կոշտ միջավայրում:

2. Matching արդյունավետ ափսե ծալքավոր կառուցվածքը

Թիթեղի ծալքավոր դիզայնը որոշում է հոսքի ալիքի ձևը և ուղղակիորեն ազդում հեղուկի խանգարման ինտենսիվության վրա (որքան ուժեղ է խանգարումը, այնքան բարակ է սահմանային շերտը և որքան բարձր է կոնվեկտիվ ջերմափոխանակման գործակիցը): Ծալքավորման տեսակը պետք է ընտրվի ըստ հեղուկի մածուցիկության և ջերմության փոխանցման պահանջների.

3. ափսեի քանակի և հոսքի ալիքի համադրության ողջամիտ ձևավորում

Թիթեղների թիվը որոշում է ջերմության փոխանցման ընդհանուր տարածքը (A), իսկ հոսքի ալիքի համակցությունը (մեկ-անցում/բազմաթիվ-անցում) ազդում է հեղուկի հոսքի արագության վրա: Անհրաժեշտ է ճշգրիտ համապատասխանեցնել այն ըստ «ջերմափոխանակման բեռի»: Թիթեղների քանակի հաշվարկ. Q=K×A×ΔTₘ բանաձևի համաձայն (Q-ը ջերմափոխանակման բեռն է, ΔTₘ՝ միջին ջերմաստիճանի լոգարիթմական տարբերությունը), K արժեքը և ΔTₘ որոշելուց հետո, հակառակը հաշվարկեք ջերմության փոխանցման պահանջվող նվազագույն տարածքը: Այնուհետև, ելնելով մեկ ափսեի արդյունավետ մակերեսից (օրինակ՝ սովորաբար օգտագործվող ափսեի մակերեսը 0,1-0,5㎡ է), հաշվարկեք թիթեղների քանակը։ Բեռի կարճաժամկետ տատանումները հաղթահարելու համար խորհուրդ է տրվում վերապահել 10%-15% մարժա:

Հոսքի ալիքների համակցման օպտիմիզացում. ավելացրեք կամ նվազեցրեք հոսքի ուղիների քանակը՝ հոսքի արագությունը մինչև տուրբուլենտ միջակայքը բարձրացնելու համար (Re> 300 խորհուրդ է տրվում ափսեի հոսքի ճանապարհին): Եթե ​​հոսքի արագությունը չափազանց ցածր է (օրինակ՝ Re=150 մեկ հոսքի ճանապարհով, շերտավոր հոսք), փոխեք «երկու-հոսքի ուղու» (հեղուկը ետ ու առաջ է հոսում թիթեղում՝ կրկնապատկելով ուղին և հոսքի արագությունը, իսկ Re-ն ավելացնելով մինչև 300, այդպիսով մտնելով տուրբուլենտ հոսք):

4. Նվազեցրեք թիթեղների հաստությունը ջերմափոխանակիչ միավոր

Ջերմային հաղորդունակության վրա մեծապես ազդում է հենց ափսեի հաստությունը: Հետազոտական ​​փորձերը ցույց են տվել, որ սիմետրիկ թիթեղային ջերմափոխանակիչում ափսեի հաստության յուրաքանչյուր 0,1 մմ կրճատումը կարող է մեծացնել ջերմության փոխանցման ընդհանուր համակարգը 600 Վտ-ով, մինչդեռ ասիմետրիկ սարքում այն ​​կարող է աճել 500 Վտ-ով: Հետևաբար, ջերմափոխանակիչի մեխանիկական կատարողականության պահանջները բավարարելու նախադրյալի համաձայն, որքան բարակ է նախագծված ափսեի հաստությունը, այնքան մեծ է ջերմային հաղորդունակությունը:

5. Ծալքավոր հատվածի ձևը

Թեև սեղմման ընթացքում լարվածության բաշխումը համեմատաբար միատեսակ է, երբ ծալքավոր խաչաձև-հատվածը եռանկյունաձև է, եղլնաձլ ափսեի ջերմային փոխանցման գործակիցը, որը համեմատաբար դժվար է մշակվում, ավելի բարձր է: Բացի այդ, որքան մեծ է ծալքավոր դիզայնի անկյունը, այնքան բարձր է միջավայրի հոսքի արագությունը ափսեի ճյուղերի միջև գտնվող հոսքի ալիքում, ուստի ջերմության փոխանցման գործակիցը ավելի մեծ կլինի:

6. Ժամանակին մաքրեք ափսեի կշեռքը

Երբ ափսեի մասշտաբը 1 մմ-ից մեծ է, սարքավորումների ջերմության փոխանցման ընդհանուր արդյունավետությունը կնվազի 10%-ով: Հետեւաբար, ֆիլտրող սարքավորումը պետք է ավելացվի մուտքի մոտ, իսկ ջերմափոխանակիչը պետք է պարբերաբար մաքրվի: Միայն այս կերպ կարելի է նվազեցնել ափսեի կշեռքի հաստությունը և կայունացնել ջերմափոխանակման արդյունավետությունը համեմատաբար մակարդակի վրա: