Πώς ένας εναλλάκτης θερμότητας επιτυγχάνει τη μεταφορά θερμότητας με συναγωγή;
Οι πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας χρησιμοποιούν κυρίως τη μεταφορά μεταξύ δύο ψυχρών και θερμών μέσων για την επίτευξη ανταλλαγής θερμότητας και η ανταλλαγή υγρών-είναι μία από τις κοινώς χρησιμοποιούμενες μεθόδους εναλλάκτη θερμότητας.
Η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή είναι μια από τις πιο κοινές και θεμελιώδεις μεθόδους μεταφοράς θερμότητας. Κατά τη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας, το υγρό μέσο βρίσκεται πάντα σε επαφή με το τοίχωμα του εναλλάκτη θερμότητας. Επομένως, η μεταφορά θερμότητας επιτυγχάνεται με τη συνεχή αντίθετη ροή υγρών. Στη συνέχεια, η θερμότητα ανταλλάσσεται μέσω της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ τωνεναλλάκτης θερμότηταςτοίχο και τα υγρά. Αυτό είναι που μιλάμε σήμερα: μεταφορά θερμότητας με συναγωγή.
Οι πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας επιτυγχάνουν αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας μεταξύ δύο ρευστών με διαφορετικές θερμοκρασίες (συνήθως κρύο υγρό και ζεστό ρευστό) σε απομονωμένη κατάσταση μέσω ειδικής δομής πλακών, εξαναγκασμένης αγωγιμότητας ρευστού και αποτελεσματικής διαδρομής μεταφοράς θερμότητας. Η συγκεκριμένη διαδικασία υλοποίησης έχει ως εξής:
Η ικανότητα μεταφοράς θερμότητας ενός πλακιδίου εναλλάκτη θερμότητας εξαρτάται κυρίως από τον ειδικό σχεδιασμό των πλακών ανταλλαγής θερμότητας. Αυτές οι δομές καθορίζουν άμεσα το σχέδιο ροής και την περιοχή μεταφοράς θερμότητας του ρευστού και αποτελούν τη βάση της μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή:
Η ουσία της μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή είναι ο συνδυασμός "μακρο-ροής υγρού + μοριακής μικρο-μεταφοράς θερμότητας". Οι πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας χρησιμοποιούν εξωτερική ισχύ (αντλίες, ανεμιστήρες) για να εξαναγκάσουν τη ροή του ρευστού, οδηγώντας τη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας σε δύο βήματα:
Οδηγούμενα από εξωτερικές αντλίες, τα κρύα και τα ζεστά ρευστά εισέρχονται στα αντίστοιχα ανεξάρτητα κανάλια ροής τους:
Το ψυχρό ρευστό εισέρχεται σε ένα άλλο σύνολο καναλιών ροής από την "είσοδο κρύου υγρού", ρέοντας επίσης με τυρβώδες σχέδιο, ανταλλάσσοντας θερμότητα με τις πλάκες.
Λόγω των εξαιρετικά μικρών κενών μεταξύ των καναλιών ροής (συνήθως 2-5 mm), το ρευστό "συμπιέζεται" κατά τη ροή, ενισχύοντας περαιτέρω την τυρβώδη ροή και αποτρέποντας την τοπική στασιμότητα του ρευστού που θα μπορούσε να μειώσει την απόδοση μεταφοράς θερμότητας.
Αρχιτεκτονικός σχεδιασμός & σχεδιασμός cepteur sint occaecat cupidatat proident, κατέχω ολόκληρη την ψυχή μου, όπως αυτά τα γλυκά πρωινά της άνοιξης που απολαμβάνω με όλο μου...Αρχιτεκτονικός σχεδιασμός & σχεδιασμός cepteur sint occaecat cupidatat proident, κατέχω ολόκληρη την ψυχή μου, όπως αυτά τα γλυκά πρωινά της άνοιξης που απολαμβάνω με όλη μου την αγάπη. elit,sed do eiusmod tempor incididunt labore et dolore magna aliqua. it enim ad minim veniam.
Ο πυρήνας της μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή είναι η «μεταφορά θερμότητας από το ζεστό ρευστό στο ψυχρό ρευστό». Η πλάκα λειτουργεί ως μέσο απομόνωσης και μεταφοράς θερμότητας, παίζοντας βασικό ρόλο στη μεταφορά θερμότητας. Ολοκληρώνεται σε τρία βήματα:
Πρώτον: Θερμικό ρευστό → Πλάκα (μεταφορά θερμότητας με συναγωγή)
Όταν το καυτό ρευστό ρέει τυρβωδώς, τα μόρια υψηλής- θερμοκρασίας συγκρούονται βίαια με την επιφάνεια της πλάκας, μεταφέροντας θερμότητα στην πλάκα μέσω "συναγωγής" (αυτή τη στιγμή, η θερμοκρασία της πλευράς της πλάκας που βρίσκεται πιο κοντά στο ζεστό ρευστό αυξάνεται).
Δεύτερη φορά: μέσα στην πλάκα (αγωγιμότητα θερμότητας)
Οι πλάκες είναι κατασκευασμένες από μέταλλο (με υψηλή θερμική αγωγιμότητα, όπως ανοξείδωτο χάλυβα (περίπου 16W/(m・K) και κράμα τιτανίου (περίπου 17W/(m・K))). κίνηση."
Τρίτη φορά: Πλάκα → Κρύο υγρό (μεταφορά θερμότητας με συναγωγή):
Η πλευρά της πλάκας χαμηλής-θερμοκρασίας έρχεται σε επαφή με το κρύο υγρό και μέσω της σύγκρουσης των μορίων του ψυχρού ρευστού στην τυρβώδη ροή, η θερμότητα μεταφέρεται ξανά στο ψυχρό ρευστό μέσω "συναγωγής" (αυτή τη στιγμή η θερμοκρασία του ψυχρού ρευστού αυξάνεται και η θερμοκρασία του θερμού ρευστού μειώνεται).
Εκτός από τις βασικές αρχές, οι ακόλουθες σχεδιαστικές λεπτομέρειες της πλάκαςεναλλάκτης θερμότηταςπαρέχουν επίσης εγγυήσεις για μεταφορά θερμότητας με συναγωγή: Αποσπώμενη δομή: διατηρεί την καθαριότητα.
Συνήθως, επειδή τα δύο μέσα που χρησιμοποιούνται είναι διαφορετικά, η δυναμική ροής τους εντός του εξοπλισμού είναι επίσης διαφορετική, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές διαφορές στη μεταφορά θερμότητας με συναγωγή. Η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή χωρίζεται γενικά σε δύο καταστάσεις. Το ένα είναι η φυσική μεταφορά θερμότητας με συναγωγή, η οποία είναι η ροή μεταφοράς θερμότητας που παράγεται από τις διαφορετικές θερμοκρασίες και πυκνότητες δύο μέσων μέσω του τοίχου. Το δεύτερο είναι η μεταφορά θερμότητας με εξαναγκασμένη συναγωγή, η οποία είναι η μεταφορά θερμότητας ροής που παράγεται από εξωτερικές εξαναγκασμένες δυνάμεις (όπως αντλίες, ανεμιστήρες και άλλος εξοπλισμός). Στην περίπτωση εξαναγκασμένης μεταφοράς, ο ρυθμός ροής του ίδιου του υγρού θα είναι υψηλότερος από τον ρυθμό ροής στη φυσική κατάσταση και η απόδοση της μεταφοράς θερμότητας θα είναι επίσης υψηλή. Για παράδειγμα, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του αέρα στη φυσική ροή είναι μόνο 5~25W/(m2. βαθμός), αλλά όταν εκτελείται εξαναγκασμένη ροή, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του αέρα αυξάνεται στα 10~100W(m2.βαθμός ).
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας του μέσου, όπως οι φυσικές ιδιότητες του ίδιου του ρευστού μέσου: πυκνότητα, ειδική θερμοχωρητικότητα, θερμική αγωγιμότητα κ.λπ., καθώς και ο σχεδιασμός του ίδιου του εξοπλισμού ανταλλαγής θερμότητας: το μέγεθος της πλάκας ανταλλαγής θερμότητας, το σχήμα της πλάκας κ.λπ.