Bir ısı değiştirici konveksiyonla ısı transferini nasıl başarır?
Plakalı ısı eşanjörleri, ısı alışverişini sağlamak için esas olarak iki soğuk ve sıcak ortam arasındaki konveksiyonu kullanır ve sıvı{0}sıvı değişimi, ısı eşanjörlerinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biridir.
Konveksiyonla ısı transferi, ısı transferinin en yaygın ve temel yöntemlerinden biridir. Isı transferi işlemi sırasında sıvı ortam her zaman ısı değiştirici duvarı ile temas halindedir. Bu nedenle ısı transferi, sıvıların sürekli ters akım akışıyla sağlanır. Daha sonra ısı, aralarındaki sıcaklık farkı yoluyla değiştirilir.ısı değiştiriciduvar ve sıvılar. Bugün bahsettiğimiz şey budur: konveksiyonla ısı transferi.
Plakalı ısı eşanjörleri, özel plaka yapısı tasarımı, zorlanmış akışkan iletimi ve verimli ısı transfer yolu sayesinde, farklı sıcaklıklardaki (genellikle soğuk akışkan ve sıcak akışkan) iki akışkan arasında izole bir durumda verimli konveksiyonlu ısı değişimi sağlar. Temel prensibi üç temel bağlantıya ayrılabilir: yapısal tasarım → akışkan akışı → ısı transferi. Spesifik uygulama süreci aşağıdaki gibidir:
Plakalı ısı değiştiricinin ısı transfer kapasitesi öncelikle ısı değiştirici plakaların özel tasarımına bağlıdır. Bu yapılar doğrudan akışkanın akış şeklini ve ısı transfer alanını belirler ve konvektif ısı transferinin temelini oluşturur:
Konvektif ısı transferinin özü, "makro-akışkan akışı + moleküler mikro-ısı transferi"nin birleşimidir. Plakalı ısı eşanjörleri, sıvı akışını zorlamak için harici güç (pompalar, fanlar) kullanır ve ısı transfer sürecini iki adımda yürütür:
Harici pompalar tarafından tahrik edilen soğuk ve sıcak akışkanlar ilgili bağımsız akış kanallarına girer:
Soğuk akışkan "soğuk akışkan girişinden" başka bir dizi akış kanalına girer, yine türbülanslı bir düzende akar ve plakalarla ısı alışverişinde bulunur.
Akış kanalları arasındaki son derece küçük boşluklar (tipik olarak 2-5 mm) nedeniyle, akışkan akış sırasında "sıkılır", bu da türbülanslı akışı daha da arttırır ve ısı transfer verimliliğini azaltabilecek lokal akışkan durgunluğunu önler.
Mimari tasarım ve planlama cepteur sint occaecat cupidatat proident, bütün ruhumla keyif aldığım bu tatlı bahar sabahları gibi tüm ruhumu ele geçirdi... Mimari tasarım ve planlama cepteur sint occaecat cupidatat proident, tüm ruhumu ele geçirdi, tüm Lorem ipsum dolor sit ament'imle tadını çıkardığım bu tatlı bahar sabahları gibi, consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod geçici olay emek ve dolore magna aliqua. bu enim ad minim veniam.
Konvektif ısı transferinin özü "sıcak akışkandan soğuk akışkana ısı transferi"dir. Plaka, ısı transferinde önemli bir rol oynayan bir izolasyon ve ısı transfer ortamı görevi görür. Üç adımda tamamlanır:
Birincisi: Termal akışkan → Plaka (Konveksiyonla ısı transferi)
Sıcak sıvı türbülanslı bir şekilde aktığında, yüksek- sıcaklıktaki moleküller plakanın yüzeyiyle şiddetli bir şekilde çarpışır ve ısıyı "konveksiyon" yoluyla plakaya aktarır (bu sırada plakanın sıcak sıvıya en yakın tarafının sıcaklığı artar).
İkinci kez: plakanın içinde (ısı iletimi)
Plakalar metalden yapılmıştır (paslanmaz çelik (yaklaşık 16W/(m・K) ve titanyum alaşımı (yaklaşık 17W/(m・K)) gibi yüksek ısı iletkenliğine sahip). Isı, "moleküler termal hareket" yoluyla plakalar içindeki yüksek-sıcaklık tarafından (sıcak akışkan tarafı) düşük-sıcaklık tarafına (soğuk akışkan tarafı) hızla aktarılır.
Üçüncü kez: Plaka → Soğuk akışkan (konveksiyonla ısı transferi):
Plakanın düşük-sıcaklık tarafı soğuk akışkanla temas eder ve soğuk akışkanın moleküllerinin türbülanslı akışta çarpışmasıyla ısı "konveksiyon" yoluyla tekrar soğuk akışkana aktarılır (bu sırada soğuk akışkanın sıcaklığı artar ve sıcak akışkanın sıcaklığı düşer).
Temel prensiplere ek olarak plakanın aşağıdaki tasarım detaylarıısı değiştiriciaynı zamanda konvektif ısı transferini de garanti eder: Ayrılabilir yapı: temizliği korur.
Tipik olarak kullanılan iki ortamın farklı olması nedeniyle ekipman içindeki akış dinamikleri de farklıdır ve bu da konvektif ısı transferinde önemli farklılıklara yol açabilir. Konvektif ısı transferi genellikle iki duruma ayrılır. Bunlardan biri, duvar boyunca iki ortamın farklı sıcaklıkları ve yoğunlukları tarafından üretilen akışlı ısı transferi olan doğal konveksiyon ısı transferidir. İkincisi, harici zorlayıcı kuvvetler (pompalar, fanlar ve diğer ekipmanlar gibi) tarafından üretilen akışlı ısı transferi olan zorlanmış konveksiyon ısı transferidir. Zorlanmış konveksiyon durumunda, sıvının kendisinin akış hızı, doğal durumdaki akış hızından daha yüksek olacaktır ve konvektif ısı transferinin verimliliği de yüksek olacaktır. Örneğin doğal akışta havanın ısı transfer katsayısı sadece 5~25W/(m2.derece) iken, cebri akış yapıldığında havanın ısı transfer katsayısı 10~100W(m2.derece)'ye çıkar.
Ortamın ısı transfer verimliliğini etkileyen, akışkan ortamın fiziksel özellikleri gibi birçok faktör vardır: yoğunluk, özgül ısı kapasitesi, termal iletkenlik, vb. ve ayrıca ısı değişim ekipmanının kendisinin tasarımı: ısı değişim plakasının boyutu, plakanın şekli vb. ve ekipmandaki ortamın akış yöntemi; bunların tümü konvektif ısı transferinin gerçek verimliliğini etkileyecektir.