Paano nakakamit ng isang heat exchanger ang convection heat transfer?
Pangunahing ginagamit ng mga plate heat exchanger ang convection sa pagitan ng dalawang malamig at mainit na media para makamit ang heat exchange, at ang liquid-liquid exchange ay isa sa mga karaniwang ginagamit na paraan ng mga heat exchanger.
Ang paglipat ng init ng convection ay isa sa pinakakaraniwan at pangunahing paraan ng paglipat ng init. Sa panahon ng proseso ng paglipat ng init, ang likidong daluyan ay palaging nakikipag-ugnayan sa dingding ng heat exchanger. Samakatuwid, ang paglipat ng init ay nakakamit sa pamamagitan ng tuluy-tuloy na countercurrent na daloy ng mga likido. Ang init ay pagkatapos ay ipinagpapalit sa pamamagitan ng pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ngpampalit ng initpader at ang mga likido. Ito ang pinag-uusapan natin ngayon: convection heat transfer.
Nakakamit ng mga plate heat exchanger ang mahusay na convection heat exchange sa pagitan ng dalawang fluid na may magkaibang temperatura (karaniwan ay malamig na fluid at mainit na fluid) sa isang nakahiwalay na estado sa pamamagitan ng espesyal na disenyo ng istraktura ng plate, forced fluid conduction at mahusay na heat transfer path. Ang pangunahing prinsipyo nito ay maaaring hatiin sa tatlong pangunahing link: structural design → fluid flow → heat transfer. Ang tiyak na proseso ng pagpapatupad ay ang mga sumusunod:
Ang kapasidad ng paglipat ng init ng isang plate heat exchanger ay pangunahing nakasalalay sa espesyal na disenyo ng mga heat exchange plate. Direktang tinutukoy ng mga istrukturang ito ang pattern ng daloy at lugar ng paglipat ng init ng fluid, at ang batayan ng convective heat transfer:
Ang esensya ng convective heat transfer ay ang kumbinasyon ng "macro-fluid flow + molecular micro-heat transfer." Ang mga plate heat exchanger ay gumagamit ng panlabas na kapangyarihan (mga bomba, mga bentilador) upang pilitin ang daloy ng likido, na nagtutulak sa proseso ng paglipat ng init sa dalawang hakbang:
Hinihimok ng mga panlabas na bomba, ang malamig at mainit na likido ay pumapasok sa kani-kanilang mga independiyenteng channel ng daloy:
Ang malamig na likido ay pumapasok sa isa pang hanay ng mga channel ng daloy mula sa "cold fluid inlet," na dumadaloy din sa isang magulong pattern, na nagpapalitan ng init sa mga plato.
Dahil sa napakaliit na puwang sa pagitan ng mga channel ng daloy (karaniwang 2-5 mm), ang fluid ay "naiipit" habang dumadaloy, na higit na nagpapahusay sa magulong daloy at pinipigilan ang localized na pag-stagnation ng fluid na maaaring makabawas sa kahusayan sa paglipat ng init.
Disenyo ng arkitektura at pagpaplano cepteur sint occaecat cupidatat proident, kinuha ang buong kaluluwa ko, tulad nitong matamis na umaga ng tagsibol na tinatamasa ko nang buo...Disenyo at pagpaplano ng arkitektural cepteur sint occaecat cupidatat proident, kinuha ang buong kaluluwa ko, tulad nitong matamis na umaga ng tagsibol na tinatamasa ko kasama ang aking buong Lorem ipsum dolor sieclitte eiusmod tempor incididunt labore et dolore magna aliqua. ito enim ad minimal veniam.
Ang core ng convective heat transfer ay "heat transfer from hot fluid to cold fluid". Ang plato ay gumaganap bilang isang paghihiwalay at daluyan ng paglipat ng init, na gumaganap ng isang mahalagang papel sa paglipat ng init. Nakumpleto ito sa tatlong hakbang:
Una: Thermal fluid → Plate (Convection heat transfer)
Kapag ang mainit na likido ay dumadaloy nang magulo, ang mataas na{0}}temperatura na molekula ay marahas na nagbabanggaan sa ibabaw ng plato, na naglilipat ng init sa plato sa pamamagitan ng "convection" (sa oras na ito, ang temperatura ng gilid ng plato na pinakamalapit sa mainit na likido ay tumataas).
Pangalawang beses: sa loob ng plato (heat conduction)
Ang mga plato ay gawa sa metal (na may mataas na thermal conductivity, tulad ng hindi kinakalawang na asero (mga 16W/(m・K)) at titanium alloy (mga 17W/(m・K))). Mabilis na inililipat ang init mula sa mataas na-temperatura side (hot fluid side) patungo sa mababang-temperatura side (cold fluid side) sa loob ng thermal plates."
Pangatlong beses: Plate → Cold fluid (convection heat transfer):
Ang mababang-temperatura na bahagi ng plate ay nakikipag-ugnayan sa malamig na likido, at sa pamamagitan ng banggaan ng mga molekula ng malamig na likido sa magulong daloy, ang init ay inililipat muli sa malamig na likido sa pamamagitan ng "convection" (sa oras na ito ang temperatura ng malamig na likido ay tumataas at ang temperatura ng mainit na likido ay bumababa).
Bilang karagdagan sa mga pangunahing prinsipyo, ang mga sumusunod na detalye ng disenyo ng platopampalit ng initnagbibigay din ng mga garantiya para sa convective heat transfer: Nababakas na istraktura: nagpapanatili ng kalinisan.
Kadalasan, dahil magkaiba ang dalawang media na ginamit, ang kanilang daloy ng dinamika sa loob ng kagamitan ay magkakaiba din, na maaaring humantong sa mga makabuluhang pagkakaiba sa convective heat transfer.Convective heat transfer ay karaniwang nahahati sa dalawang sitwasyon. Ang isa ay natural na convection heat transfer, na kung saan ay ang daloy ng heat transfer na nabuo ng iba't ibang temperatura at densidad ng dalawang media sa pamamagitan ng dingding. Ang pangalawa ay forced convection heat transfer, na kung saan ay ang daloy ng init transfer na nabuo sa pamamagitan ng panlabas na sapilitang pwersa (tulad ng mga sapatos na pangbabae, tagahanga at iba pang kagamitan).Sa kaso ng sapilitang convection, ang daloy rate ng likido mismo ay mas mataas kaysa sa daloy rate sa natural na estado, at ang kahusayan ng convective heat transfer ay din mataas. Halimbawa, ang heat transfer coefficient ng hangin sa natural na daloy ay 5~25W/(m2.℃), ngunit kapag forced flow ang ginawa, ang heat transfer coefficient ng hangin ay tataas sa 10~100W(m2.℃).
Mayroong maraming mga kadahilanan na nakakaapekto sa kahusayan ng paglipat ng init ng medium, tulad ng mga pisikal na katangian ng fluid medium mismo: density, tiyak na kapasidad ng init, thermal conductivity, atbp., pati na rin ang disenyo ng heat exchange equipment mismo: ang laki ng heat exchange plate, ang hugis ng plate, atbp., at ang paraan ng daloy ng medium sa kagamitan, na lahat ay makakaapekto sa aktwal na kahusayan ng convective heat transfer.