Hvordan opnår en varmeveksler konvektionsvarmeoverførsel?
Pladevarmevekslere bruger hovedsageligt konvektion mellem to kolde og varme medier for at opnå varmeveksling, og væske-væskeudveksling er en af de almindeligt anvendte metoder til varmevekslere.
Konvektionsvarmeoverførsel er en af de mest almindelige og grundlæggende metoder til varmeoverførsel. Under varmeoverførselsprocessen er det flydende medium altid i kontakt med varmevekslervæggen. Derfor opnås varmeoverførsel ved den kontinuerlige modstrøm af væsker. Varmen udveksles derefter gennem temperaturforskellen mellemvarmevekslervæg og væsker. Det er det, vi taler om i dag: konvektionsvarmeoverførsel.
Pladevarmevekslere opnår effektiv konvektionsvarmeudveksling mellem to væsker med forskellige temperaturer (normalt kold væske og varm væske) i en isoleret tilstand gennem specielt pladestrukturdesign, tvungen væskeledning og effektiv varmeoverførselsvej. Dens kerneprincip kan opdeles i tre nøgleled: strukturelt design → væskestrøm → varmeoverførsel. Den specifikke implementeringsproces er som følger:
En pladevarmevekslers varmeoverførselskapacitet afhænger primært af varmevekslerpladernes specielle design. Disse strukturer bestemmer direkte væskens strømningsmønster og varmeoverførselsområde og er grundlaget for konvektiv varmeoverførsel:
Essensen af konvektiv varmeoverførsel er kombinationen af "makro-væskestrøm + molekylær mikro-varmeoverførsel". Pladevarmevekslere bruger ekstern strøm (pumper, ventilatorer) til at tvinge væskestrømmen, hvilket driver varmeoverførselsprocessen i to trin:
Drevet af eksterne pumper kommer de kolde og varme væsker ind i deres respektive uafhængige strømningskanaler:
Den kolde væske kommer ind i et andet sæt strømningskanaler fra "kolde væskeindløbet", der også strømmer i et turbulent mønster og udveksler varme med pladerne.
På grund af de ekstremt små mellemrum mellem strømningskanalerne (typisk 2-5 mm) "klemmes" væsken under strømning, hvilket yderligere forstærker den turbulente strømning og forhindrer lokaliseret væskestagnation, der kan reducere varmeoverførselseffektiviteten.
Arkitektonisk design & planlægning cepteur sint occaecat cupidatat proident, taget i besiddelse af hele min sjæl, som disse forårets søde morgener, som jeg nyder med hele mit...Arkitektoniske design & planlægning cepteur sint occaecat cupidatat proident, taget i besiddelse af hele min sjæl, som disse søde forårsmorgen, som jeg nyder med hele min Lorectum doloret sitem. adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt labore et dolore magna aliqua. det enim ad minim veniam.
Kernen i konvektiv varmeoverførsel er "varmeoverførsel fra varm væske til kold væske". Pladen fungerer som et isolerings- og varmeoverførselsmedium og spiller en nøglerolle i varmeoverførsel. Det udføres i tre trin:
Først: Termisk væske → Plade (Konvektionsvarmeoverførsel)
Når den varme væske strømmer turbulent, kolliderer højtemperaturmolekylerne voldsomt med pladens overflade og overfører varme til pladen gennem "konvektion" (på dette tidspunkt stiger temperaturen på den side af pladen, der er tættest på den varme væske).
Anden gang: inde i pladen (varmeledning)
Pladerne er lavet af metal (med høj termisk ledningsevne, såsom rustfrit stål (ca. 16W/(m・K) og titanlegering (ca. 17W/(m・K))). Varme overføres hurtigt fra den høje-temperaturside (den varme væskeside) til den lave-gennemløbende væskeside i den kolde væskeside (den kolde væskeside) mol."
Tredje gang: Plade → Kold væske (konvektionsvarmeoverførsel):
Pladens side med lav-temperatur kommer i kontakt med den kolde væske, og gennem kollisionen af molekyler fra den kolde væske i den turbulente strømning overføres varmen til den kolde væske igen gennem "konvektion" (på dette tidspunkt stiger temperaturen på den kolde væske, og temperaturen på den varme væske falder).
Ud over de centrale principper, følgende designdetaljer af pladenvarmevekslergiver også garantier for konvektiv varmeoverførsel: Aftagelig struktur: opretholder renlighed.
Fordi de to anvendte medier er forskellige, er deres flowdynamik i udstyret også forskellig, hvilket kan føre til betydelige forskelle i konvektiv varmeoverførsel. Konvektiv varmeoverførsel er generelt opdelt i to situationer. Den ene er naturlig konvektionsvarmeoverførsel, som er den strømningsvarmeoverførsel, der genereres af de forskellige temperaturer og tætheder af to medier gennem væggen. Den anden er tvungen konvektionsvarmeoverførsel, som er strømningsvarmeoverførslen, der genereres af eksterne tvungne kræfter (såsom pumper, ventilatorer og andet udstyr).I tilfælde af tvungen konvektion vil selve væskens strømningshastighed være højere end strømningshastigheden i naturlig tilstand, og effektiviteten af konvektiv varmeoverførsel vil også være høj. For eksempel er varmeoverførselskoefficienten for luft i naturlig strømning kun 5~25W/(m2. grad ), men når der udføres tvungen strømning, stiger varmeoverførselskoefficienten for luft til 10~100W(m2. grad ).
Der er mange faktorer, der påvirker mediets varmeoverførselseffektivitet, såsom de fysiske egenskaber af selve væskemediet: tæthed, specifik varmekapacitet, termisk ledningsevne osv., samt designet af selve varmevekslerudstyret: størrelsen af varmevekslerpladen, formen af pladen osv., og strømningsmetoden for mediet i udstyret, som alle vil påvirke den faktiske varmeoverførselseffektivitet af konvektiv varme.