¿Cómo mejorar la eficiencia de transferencia de calor de las unidades intercambiadoras de calor?

El principio de funcionamiento de un intercambiador de calor: el medio fluido fluye a través de los espacios corrugados dentro del intercambiador de calor a un caudal muy bajo, creando un flujo turbulento, logrando así un coeficiente de transferencia de calor relativamente alto. Podemos concluir que la eficiencia de la transferencia de calor está estrechamente relacionada con la forma y estructura de las placas corrugadas dentro del intercambiador de calor y el estado de flujo del fluido. ¿Qué métodos específicos se pueden utilizar para mejorar la eficiencia de transferencia de calor de un intercambiador de calor?

La placa es el núcleo de transferencia de calor de la placa.intercambiador de calor. Su conductividad térmica y el diseño del canal de flujo determinan directamente la capacidad básica de transferencia de calor y deben optimizarse primero desde la fuente.

1.Elija materiales con alta conductividad térmica como placas.

Podemos elegir acero inoxidable 304, acero inoxidable 316L, aleación de cobre y aleación de titanio como placas. El acero inoxidable tiene buena conductividad térmica y un precio relativamente razonable. Tiene alta resistencia, buen rendimiento de estampado y no se oxida fácilmente en ambientes hostiles.

2.Estructura corrugada de placa eficiente a juego

El diseño corrugado de la placa determina la forma del canal de flujo y afecta directamente la intensidad de la perturbación del fluido (cuanto más fuerte es la perturbación, más delgada es la capa límite y mayor es el coeficiente de transferencia de calor por convección). El tipo de corrugación debe seleccionarse según los requisitos de viscosidad del fluido y transferencia de calor:

3. Diseño razonable de cantidad de placas y combinación de canales de flujo.

El número de placas determina el área total de transferencia de calor (A) y la combinación del canal de flujo (paso único/paso múltiple-) afecta el caudal del fluido. Es necesario hacer coincidir con precisión de acuerdo con la "carga de transferencia de calor":Cálculo del número de placas: según la fórmula Q=K×A×ΔTₘ (Q es la carga de intercambio de calor, ΔTₘ es la diferencia de temperatura media logarítmica), después de determinar el valor K y ΔTₘ, calcule a la inversa el área mínima de transferencia de calor requerida. Luego, según el área efectiva de una sola placa (por ejemplo, el área de placa comúnmente utilizada es 0,1-0,5㎡), calcule el número de placas. Se recomienda reservar un margen del 10% al 15% para hacer frente a fluctuaciones de carga a corto plazo.

Optimización de la combinación de canales de flujo: aumente o disminuya el número de rutas de flujo para aumentar la velocidad del flujo al rango turbulento (se recomienda Re > 300 en la ruta de flujo de placa). Si la velocidad del flujo es demasiado baja (por ejemplo, Re=150 en una sola ruta de flujo, flujo laminar), cambie a una "dos-ruta de flujo" (el fluido fluye hacia adelante y hacia atrás en la placa, duplicando la ruta y la velocidad del flujo, y aumentando Re a 300, entrando así en un flujo turbulento).

4.Reducir el espesor de las placas en el unidad intercambiadora de calor

La conductividad térmica se ve muy afectada por el espesor de la propia placa. Los experimentos de investigación han demostrado que en un intercambiador de calor de placas simétrico, cada reducción de 0,1 mm en el espesor de la placa puede aumentar el sistema general de transferencia de calor en 600 W, mientras que en un dispositivo asimétrico, puede aumentar en 500 W. Por lo tanto, bajo la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento mecánico del intercambiador de calor, cuanto más delgado sea el espesor de la placa, mayor será la conductividad térmica.

5.Forma de la sección corrugada.

Aunque la distribución de tensiones durante la compresión es relativamente uniforme cuando la sección transversal-ondulada es triangular, el coeficiente de transferencia de calor de la placa en forma de espina de pescado, que es relativamente difícil de procesar, es mayor. Además, cuanto mayor sea el ángulo de la estructura corrugada, mayor será la velocidad del flujo del medio en el canal de flujo entre las ramas de la placa, por lo que el coeficiente de transferencia de calor será mayor.

6. Limpia la báscula del plato a tiempo.

Cuando la escala en la placa es superior a 1 mm, la eficiencia general de transferencia de calor del equipo se reducirá en un 10%. Por lo tanto, se debe agregar equipo de filtrado en la entrada y el intercambiador de calor debe limpiarse periódicamente. Sólo de esta manera se puede reducir el espesor de las incrustaciones en la placa y estabilizar la eficiencia del intercambio de calor en un estado relativamente nivelado.