L'échangeur de chaleur marin à plaques, en tant qu'équipement d'échange de chaleur principal sur le navire, joue un rôle clé dans le fonctionnement sûr de l'ensemble du navire. Sa structure est relativement simple par rapport à d'autres équipements, principalement composée de vis, plaque de pression, base, plaque et ainsi de suite. Il est largement utilisé comme eau de revêtement, refroidisseur d'huile de graissage et refroidisseur central pour le moteur principal des grands navires. Il s'est beaucoup développé au cours des dernières décennies. Les principaux fabricants se concentrent sur la manière d'améliorer l'effet d'échange de chaleur des échangeurs de chaleur à plaques marins.
Parce que la structure à plaques de l'échangeur de chaleur à plaques marine affecte directement les performances de l'échangeur de chaleur. Cet article discutera de l'influence d'une série de paramètres de plaque de l'échangeur de chaleur à plaques marin existant sur les performances de l'échangeur de chaleur, afin de fournir une référence pour des recherches ultérieures.
Pour la maintenabilité des échangeurs de chaleur à plaques marins, les plaques sont connectées en forme de U, qui est une méthode à contre-courant, et le fluide des deux côtés est de l'eau froide et de l'eau chaude ou de l'huile de graissage. La forme d'échange de chaleur entre les plaques peut être assimilée à un transfert de chaleur à paroi plane. Étant donné que le débit de fluide dans le canal de l'échangeur de chaleur à plaques marin est déterminé par l'échange thermique de l'huile de lubrification du moteur diesel du moteur principal ou de l'eau de chemise, l'étude peut se concentrer sur la forme de la plaque.
Quels sont les principaux facteurs affectant l'effet de transfert de chaleur de la plaque
1. Épaisseur de la plaque
2.Angle de la plaque
3. Débit entre les plaques
Épaisseur de la plaque
Il ressort de l'expression du coefficient de transfert thermique que plus l'épaisseur de la plaque est faible, meilleur est l'effet de transfert thermique de l'échangeur de chaleur. La norme pour les échangeurs de chaleur à plaques marines propose que l'épaisseur de la plaque de l'échangeur de chaleur soit de 0,6 à 0,8 mm. La plaque de titane la plus fine de l'industrie a atteint 0,4 mm. L'amincissement de la plaque ne sera pas trop évident pour améliorer l'effet d'échange de chaleur, mais l'objectif principal est de réduire le coût et la consommation de matériaux, mais la résistance de la plaque mince sera relativement réduite après le pressage.
Angle de plaque
L'une des principales méthodes pour augmenter la valeur de k dans les échangeurs de chaleur à plaques marins consiste à augmenter le degré de perturbation du fluide à la surface du milieu d'échange de chaleur des deux côtés de la plaque. Les plaques des échangeurs de chaleur à plaques marins sont généralement transformées en plaques ondulées à chevrons. Pour la tôle ondulée à chevrons, la taille de l'angle à chevrons a une grande influence sur le transfert de chaleur et la résistance aux fluides. Les plaques avec de grands angles à chevrons ont un coefficient de transfert de chaleur élevé et une résistance élevée aux fluides ; à l'inverse, les plaques avec de petits angles de chevrons ont un faible coefficient de transfert de chaleur et une faible résistance. L'angle à chevrons de 120 ° a le meilleur effet de transfert de chaleur. Plus l'angle est petit ou grand, plus l'efficacité du transfert de chaleur est faible. Le refroidisseur central et le refroidisseur d'eau habituels utilisent des plaques à chevrons de 120 ° pour obtenir le maximum d'effet de transfert de chaleur.
Débit entre plaques
Le débit du fluide circulant entre les plaques n'est pas uniforme. Le débit sur la ligne d'écoulement principale est d'environ 4 à 5 fois le débit moyen. Le débit de chaque canal d'écoulement dans un processus n'est pas uniforme. Afin que le fluide s'écoule entre les plaques, hors d'un état totalement turbulent, il est conseillé de prendre la vitesse d'écoulement moyenne entre les plaques de 0,3 à 0,8 m/s. Prenez une valeur plus élevée lorsque la chute de résistance est autorisée pour augmenter le coefficient de film de transfert de chaleur par convection, réduisant ainsi la zone d'échange thermique et améliorant l'efficacité de l'échange thermique. Sélectionnez généralement la surface monobloc appropriée et le rapport hauteur/largeur de la plaque en fonction d'un débit donné. Cette méthode de sélection est un facteur clé dans le contrôle du débit entre les plaques.
(1) Grâce au modèle de transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur, plusieurs facteurs clés affectant le coefficient de transfert de chaleur k de l'échangeur de chaleur sont analysés : le coefficient de film de transfert de chaleur et l'épaisseur de la plaque δ. La longueur caractéristique des plaques et le nombre de Reynolds Re entre les plaques déterminent la taille du coefficient de film de transfert thermique .
(2) L'orientation actuelle de la recherche sur les plaques d'échangeurs de chaleur à plaques marines (épaisseur de plaque, angle de plaque et vitesse d'écoulement entre plaques) est analysée en détail.
(3) Après analyse, il est nécessaire d'améliorer et d'optimiser l'échangeur de chaleur marin à plaques sur la base des principes pertinents du transfert de chaleur et de la mécanique des fluides dans les travaux ultérieurs.
