Jūrinis plokštelinis šilumokaitis, kaip pagrindinė šilumos mainų įranga laive, atlieka pagrindinį vaidmenį saugiai eksploatuojant visą laivą. Jo struktūra yra gana paprasta, palyginti su kita įranga, daugiausia sudaryta iš varžto, slėgio plokštės, pagrindo, plokštės ir pan. Jis plačiai naudojamas kaip įdėklo vanduo, tepalinės alyvos aušintuvas ir centrinis aušintuvas pagrindiniam didelių laivų varikliui. Per pastaruosius kelis dešimtmečius jis buvo labai išplėtotas. Pagrindiniai gamintojai daugiausia dėmesio skiria jūrinių plokštelinių šilumokaičių šilumos mainų pagerinimui.
Kadangi jūrinio plokštelinio šilumokaičio plokštelinė struktūra tiesiogiai veikia šilumokaičio veikimą. Šiame straipsnyje bus aptarta esamo jūrinio plokštelinio šilumokaičio plokščių parametrų serijos įtaka šilumokaičio veikimui, kad būtų galima pateikti nuorodas tolesniems tyrimams.
Siekiant užtikrinti jūrinių plokštelinių šilumokaičių techninę priežiūrą, plokštės sujungiamos U forma, o tai yra priešsrovinis metodas, o skystis iš abiejų pusių yra šaltas vanduo ir karštas vanduo arba tepalinė alyva. Šilumos mainų tarp plokščių forma gali būti abstrahuota kaip plokščios sienos šilumos perdavimas. Kadangi skysčio srautą jūrinio plokštelinio šilumokaičio kanale lemia pagrindinio variklio dyzelinio variklio tepalinės alyvos arba įdėklo vandens šilumos mainai, tyrimo metu galima sutelkti dėmesį į plokštelės formą.
Kokie pagrindiniai veiksniai turi įtakos plokštės šilumos perdavimo efektui
1.Plokštės storis
2. Plokštės kampas
3. Srauto greitis tarp plokščių
Plokštės storis
Iš šilumos perdavimo koeficiento išraiškos matyti, kad kuo mažesnis plokštės storis δ, tuo geresnis šilumokaičio šilumos perdavimo efektas. Jūrinių plokštelinių šilumokaičių standartas siūlo, kad šilumokaičio plokštės storis būtų 0,6–0,8 mm. Ploniausia titano plokštė pramonėje pasiekė 0,4 mm. Plokštės ploninimas nebus pernelyg akivaizdus, kad pagerintų šilumos mainų efektą, tačiau pagrindinis tikslas yra sumažinti išlaidas ir sumažinti medžiagų sunaudojimą, tačiau plonos plokštės stiprumas po presavimo santykinai sumažės.
Plokštės kampas
Vienas iš pagrindinių būdų, kaip padidinti k vertę jūriniuose plokšteliniuose šilumokaičiuose, yra padidinti skysčio trikdymo laipsnį šilumos mainų terpės paviršiuje abiejose plokštės pusėse. Jūrinių plokštelinių šilumokaičių plokštės dažniausiai apdorojamos į silkės gofruotas plokštes. Eglutės banguoto lakšto atveju silkės kampo dydis turi didelę įtaką šilumos perdavimui ir skysčio atsparumui. Plokštės su dideliais eglutės kampais pasižymi dideliu šilumos perdavimo koeficientu ir dideliu atsparumu skysčiams; priešingai, plokštės su mažais eglutės kampais turi mažą šilumos perdavimo koeficientą ir atsparumą. 120° silkės kampas turi geriausią šilumos perdavimo efektą. Kuo mažesnis ar didesnis kampas, tuo mažesnis šilumos perdavimo efektyvumas. Įprastas centrinis aušintuvas ir įdėklinis vandens aušintuvas naudoja 120° silkės plokštes, kad pasiektų maksimalų šilumos perdavimo efektą.
Srauto greitis tarp plokščių
Tarp plokščių tekančio skysčio srautas nėra vienodas. Srauto greitis pagrindinėje srauto linijoje yra maždaug 4–5 kartus didesnis už vidutinį srautą. Kiekvieno srauto kanalo srautas procese nėra vienodas. Norint, kad skystis tarp plokščių tekėtų iš visiškai turbulentinės būsenos, patartina vidutinį srauto greitį tarp plokščių paimti 0,3-0,8 m/s. Paimkite didesnę vertę, kai leidžiama pasipriešinimo kritimui, kad padidėtų konvekcinės šilumos perdavimo plėvelės koeficientas, taip sumažinant šilumos mainų plotą ir pagerinant šilumos mainų efektyvumą. Paprastai pasirinkite tinkamą vienos dalies plotą ir plokštės kraštinių santykį pagal nurodytą srautą. Šis pasirinkimo būdas yra pagrindinis veiksnys, reguliuojantis srautą tarp plokščių.
(1) Taikant šilumokaičio šilumos perdavimo modelį, analizuojami keli pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos šilumokaičio šilumos perdavimo koeficientui k: šilumos perdavimo plėvelės koeficientas α ir plokštės storis δ. Būdingas plokščių ilgis ir Reinoldso skaičius Re tarp plokštelių lemia šilumos perdavimo plėvelės koeficiento α dydį.
(2) Išsamiai išanalizuota dabartinė jūrinių plokštelinių šilumokaičių plokščių tyrimų kryptis (plokštės storis, plokštės kampas ir srauto greitis tarp plokščių).
(3) Atlikus analizę, tolesniame darbe būtina patobulinti ir optimizuoti jūrinį plokštelinį šilumokaitį, remiantis atitinkamais šilumos perdavimo ir skysčių mechanikos principais.
