Як теплообмінник забезпечує конвекційний теплообмін?
Пластинчасті теплообмінники переважно використовують конвекцію між двома холодними та гарячими середовищами для досягнення теплообміну, а рідинний-обмін рідиною є одним із поширених методів теплообмінників.
Конвекційний теплообмін є одним з найпоширеніших і фундаментальних методів теплообміну. У процесі теплообміну рідке середовище завжди контактує зі стінкою теплообмінника. Тому теплопередача досягається безперервним протитечійним потоком рідин. Тоді теплообмін відбувається через різницю температур міжтеплообмінникстінка та рідини. Це те, про що ми сьогодні говоримо: конвекційний теплообмін.
Пластинчасті теплообмінники досягають ефективного конвекційного теплообміну між двома рідинами з різними температурами (зазвичай холодною рідиною та гарячою рідиною) в ізольованому стані за допомогою спеціальної конструкції пластини, примусової провідності рідини та ефективного шляху теплопередачі. Його основний принцип можна розбити на три ключові ланки: структурна конструкція → потік рідини → теплопередача. Конкретний процес впровадження виглядає наступним чином:
Теплообмінна здатність пластинчастого теплообмінника залежить насамперед від особливої конструкції теплообмінних пластин. Ці структури безпосередньо визначають схему потоку і площу теплообміну рідини, а також є основою конвективного теплообміну:
Суть конвективного теплообміну полягає в поєднанні «макро-потоку рідини + молекулярного мікро-теплообміну». Пластинчасті теплообмінники використовують зовнішню енергію (насоси, вентилятори) для примусового потоку рідини, керуючи процесом теплопередачі в два етапи:
За допомогою зовнішніх насосів холодна та гаряча рідини надходять у відповідні незалежні канали потоку:
Холодна рідина потрапляє в інший набір каналів потоку з «вхідного отвору для холодної рідини», також протікаючи турбулентно, обмінюючись теплом з пластинами.
Завдяки надзвичайно малим проміжкам між каналами потоку (зазвичай 2-5 мм), рідина «стискається» під час потоку, ще більше посилюючи турбулентний потік і запобігаючи локальному застою рідини, який може знизити ефективність теплопередачі.
Архітектурний дизайн і планування cepteur sint occaecat cupidatat proident, заволодів усією моєю душею, як ці солодкі весняні ранки, якими я насолоджуюся всім моїм... Архітектурний дизайн і планування cepteur sint occaecat cupidatat proident, заволодів усією моєю душею, як ці солодкі весняні ранки, якими я насолоджуюся з усією Lorem ipsum dolor sit ament, consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt labore et dolore magna aliqua. it enim ad minim veniam.
Основою конвективного теплообміну є «теплопередача від гарячої рідини до холодної рідини». Плита діє як ізоляція та теплоносій, відіграючи ключову роль у теплопередачі. Це виконується в три етапи:
Перший: теплоносій → пластина (конвекційна теплопередача)
Коли гаряча рідина тече турбулентно, високо-температурні молекули різко стикаються з поверхнею пластини, передаючи тепло до пластини через «конвекцію» (у цей час температура сторони пластини, найближчої до гарячої рідини, зростає).
Другий раз: всередині пластини (теплопровідність)
Пластини виготовлені з металу (з високою теплопровідністю, як-от нержавіюча сталь (приблизно 16 Вт/(м・К) і титанового сплаву (приблизно 17 Вт/(м·К))). Тепло швидко передається від високо{3}}температурної сторони (гаряча рідина) до низько-температурної сторони (холодна рідина) усередині пластин через «молекулярний тепловий рух».
Третій раз: Пластина → Холодна рідина (конвекційна теплопередача):
Сторона пластини з низькою-температурою контактує з холодною рідиною, і завдяки зіткненню молекул холодної рідини в турбулентному потоці тепло знову передається холодній рідині через «конвекцію» (у цей час температура холодної рідини підвищується, а температура гарячої рідини знижується).
На додаток до основних принципів, наступні деталі дизайну плититеплообмінниктакож забезпечують гарантії конвективного теплообміну: Рознімна конструкція: підтримує чистоту.
Як правило, через те, що два середовища використовуються різні, динаміка їх потоку всередині обладнання також різна, що може призвести до значних відмінностей у конвективному теплообміні. Конвективний теплообмін зазвичай поділяється на дві ситуації. Одним з них є природна конвекційна теплопередача, яка є потоковою теплопередачею, створюваною різними температурами та щільністю двох середовищ через стіну. По-друге, це теплопередача примусової конвекції, яка є потоковою теплопередачею, створюваною зовнішніми примусовими силами (такими як насоси, вентилятори та інше обладнання). У разі примусової конвекції швидкість потоку самої рідини буде вищою, ніж швидкість потоку в природному стані, і ефективність конвективної теплопередачі також буде високою. Наприклад, коефіцієнт теплопередачі повітря в природному потоці становить лише 5~25 Вт/(м2. градус), але коли виконується примусовий потік, коефіцієнт теплопередачі повітря збільшується до 10~100 Вт (м2. градус).
Є багато факторів, які впливають на ефективність теплообміну середовища, таких як фізичні властивості самого рідкого середовища: щільність, питома теплоємність, теплопровідність тощо, а також конструкція самого теплообмінного обладнання: розмір теплообмінної пластини, форма пластини тощо, а також спосіб потоку середовища в обладнанні, усе це впливає на фактичну ефективність конвективного теплообміну.