Laeva plaatsoojusvaheti kui peamine soojusvahetusseade laeval mängib võtmerolli kogu laeva ohutus töös. Selle struktuur on teiste seadmetega võrreldes suhteliselt lihtne, mis koosneb peamiselt kruvist, surveplaadist, alusest, plaadist ja nii edasi. Seda kasutatakse laialdaselt voodrivee, määrdeõli jahuti ja suurte laevade peamasina keskjahutina. Seda on viimastel aastakümnetel kõvasti edasi arendatud. Suured tootjad keskenduvad sellele, kuidas parandada mere plaatsoojusvahetite soojusvahetusefekti.
Kuna mere plaatsoojusvaheti plaatstruktuur mõjutab otseselt soojusvaheti jõudlust. Selles artiklis käsitletakse olemasoleva mere plaatsoojusvaheti plaatparameetrite mõju soojusvaheti jõudlusele, et anda viiteid edasistele uuringutele.
Mere plaatsoojusvahetite hooldatavuse huvides ühendatakse plaadid U-kujuliselt, mis on vastuvoolu meetod ning vedelikuks mõlemal küljel on külm vesi ja kuum vesi või määrdeõli. Plaatide vahelise soojusvahetuse vormi saab abstraheerida tasase seina soojusülekandena. Kuna vedeliku voolu laeva plaatsoojusvaheti kanalis määrab peamootori diiselmootori määrdeõli või voodrivee soojusvahetus, võib uuringu fookus olla plaatvormil.
Millised on peamised tegurid, mis mõjutavad plaadi soojusülekandeefekti
1.Plaadi paksus
2. Plaadi nurk
3.Voolukiirus plaatide vahel
Plaadi paksus
Soojusülekandeteguri avaldisest on näha, et mida väiksem on plaadi paksus δ, seda parem on soojusvaheti soojusülekandeefekt. Laeva plaatsoojusvahetite standard näeb ette, et soojusvaheti plaadi paksus on 0,6–0,8 mm. Tööstuse kõige õhem titaanplaat on jõudnud 0,4 mm läbimõõduni. Plaadi lahjendamine ei ole soojusvahetuse efekti parandamiseks liiga ilmne, kuid peamine eesmärk on vähendada kulusid ja vähendada materjalide tarbimist, kuid õhukese plaadi tugevus väheneb pärast pressimist suhteliselt.
Plaadi nurk
Üks peamisi meetodeid k väärtuse suurendamiseks mere plaatsoojusvahetites on vedeliku häiringu suurendamine soojusvaheti pinnal mõlemal pool plaati. Mere plaatsoojusvahetite plaadid töödeldakse tavaliselt kalasaba-laineplaatideks. Kalasaba-lainepapi puhul on kalasaba nurga suurusel suur mõju soojusülekandele ja vedelikukindlusele. Suurte kalasabanurkadega plaatidel on kõrge soojusülekandetegur ja kõrge vedelikukindlus; vastupidi, väikese kalasabanurgaga plaatidel on madal soojusülekandetegur ja takistus. 120° kalasabanurgal on parim soojusülekande efekt. Mida väiksem või suurem on nurk, seda madalam on soojusülekande efektiivsus. Tavaline keskjahuti ja voodri vesijahuti kasutavad 120° kalasabaplaate, et saavutada maksimaalne soojusülekandeefekt.
Plaatide vaheline voolukiirus
Plaatide vahel voolava vedeliku voolukiirus ei ole ühtlane. Voolukiirus põhivoolutorus on umbes 4–5 korda suurem keskmisest voolukiirusest. Iga protsessi voolukanali voolukiirus ei ole ühtlane. Selleks, et vedelik plaatide vahel täielikult turbulentsest olekust välja voolaks, on soovitatav võtta plaatide vaheliseks keskmiseks voolukiiruseks 0,3-0,8 m/s. Võtke suurem väärtus, kui takistuse langus on lubatud, et suurendada konvektiivse soojusülekande kile koefitsienti, vähendades seeläbi soojusvahetusala ja parandades soojusvahetuse efektiivsust. Tavaliselt vali plaadi sobiv ühes tükis pindala ja kuvasuhe vastavalt etteantud voolukiirusele. See valikumeetod on võtmetegur plaatidevahelise voolukiiruse reguleerimisel.
(1) Soojusvaheti soojusülekande mudeli kaudu analüüsitakse mitmeid soojusvaheti soojusülekandetegurit k mõjutavaid võtmetegureid: soojusülekandekile koefitsienti α ja plaadi paksust δ. Plaatide iseloomulik pikkus ja Reynoldsi arv Re plaatide vahel määravad soojusülekandekile koefitsiendi α suuruse.
(2) Analüüsitakse üksikasjalikult mere plaatsoojusvaheti plaatide praegust uurimissuunda (plaadi paksus, plaadi nurk ja plaatidevaheline voolukiirus).
(3) Pärast analüüsi on vaja edasises töös täiustada ja optimeerida laeva plaatsoojusvahetit, lähtudes asjakohastest soojusülekande ja vedelikumehaanika põhimõtetest.
