מחליף חום לוחות ימי כציוד חילופי החום העיקרי על הסיפון ממלא תפקיד מפתח בתפעול בטוח של הספינה. המבנה שלו פשוט יחסית לציוד אחר, מורכב בעיקר מבורג, לוח לחץ, בסיס, לוח וכדומה. הוא נמצא בשימוש נרחב כצילינדר מנוע ראשי של ספינה גדולה, מצנן שמן הזזה ומקרר מרכזי. זה התפתח מאוד במהלך עשרות השנים. כל היצרנים הגדולים מתמקדים כיצד לשפר את אפקט העברת החום של מחליף חום צלחות ימי.
מאז מבנה הצלחת של מחליף חום צלחות ימית משפיע ישירות על הביצועים של מחליף החום. במאמר זה, נדון בהשפעה של סדרת פרמטרים של לוחות על הביצועים של מחליף חום הלוחות הימי הקיים, על מנת לספק התייחסות כלשהי למחקר נוסף.
מחליף חום צלחות ימיות על מנת לשרת אותו, בין הלוחות יש חיבור מסוג U, לדרך הזרם הנגדי, משני צידי הנוזל למים קרים ומים חמים או שמן חלקלק. צורת העברת החום בין הלוחות יכולה להיות מופשטת כהעברת חום בקיר שטוח. מכיוון שקצב הזרימה של הנוזל בנתיב הזרימה של מחליף חום הלוחות הימי נקבע על ידי קיבולת חילופי החום של שמן הדיזל המנוע הראשי או מי צילינדר, ניתן להתמקד במחקר על צורת הלוח.
מהו הגורם העיקרי המשפיע על אפקט העברת החום של צלחת הצלחת
עובי צלחת
מהביטוי של מקדם העברת החום, ככל שעובי הצלחת δ קטן יותר, כך אפקט העברת החום של מחליף החום טוב יותר, תקני מחליף חום של לוחות ימיים, עובי צלחת מחליף חום המוצע ב-{{0}}.6 ~ 0.8 מ"מ, לוחית צלחת הטיטניום הדקה ביותר בתעשייה הגיעה ל-0.4 מ"מ. צלחת ולאחר מכן לעשות דק כדי לשפר את אפקט העברת החום לא יהיה ברור מדי, אבל העיקר הוא להפחית את העלות של הפחתת צריכת החומרים, אבל צלחת הצלחת הדקה תצטמצם יחסית לאחר הלחיצה לאחר הכוח יהיה מופחת יחסית.
זווית קליפ של הצלחת
מחליף חום צלחת ימית כדי לשפר את ערך k של אחת השיטות העיקריות היא לשפר את הצלחת משני הצדדים של פני השטח של דרגת הפרעה של נוזל העברת חום בינוני. הלוחות של מחליף חום צלחות ימיות מעובדות בדרך כלל לצלחות גליות אדרה. עבור צלחת גלית אדרה, לגודל זווית אדרה יש השפעה רבה על העברת החום ועמידות הנוזלים. לצלחת עם זווית אדרה גדולה יש מקדם העברת חום גבוה והתנגדות נוזלים גבוהה; להיפך, לצלחת עם זווית אדרה קטנה יש מקדם העברת חום נמוך והתנגדות. זווית עצם אדרה של 120 מעלות היא בעלת אפקט העברת החום הטוב ביותר, וככל שהזווית קטנה או גדולה יותר, יעילות העברת החום תהיה נמוכה יותר, והמקרר המרכזי הרגיל וצינן המים של הצילינדר מאמץ את הצלחת עם זווית אדרה של 120 מעלות על מנת להשיג אפקט העברת החום המקסימלי.
קצב זרימה בין צלחות
זרימת נוזלים בין הפלטות, קצב הזרימה אינו אחיד, קצב הזרימה בקו הזרימה הראשי, בערך פי 4 עד 5 מהזרימה הממוצעת, קצב הזרימה של כל ערוץ זרימה בתוך תהליך אינו אחיד. על מנת לגרום לנוזל לזרום בין הלוחות, ממצב הטורבולנס המלא, ראוי לקחת את קצב הזרימה הממוצע בין הלוחות 0.3 ~ 0.8 מ'/ש'. במקרה של ירידה בהתנגדות מותר לקחת ערך גדול, על מנת לשפר את מקדם העברת החום ההסעה, ובכך להקטין את שטח העברת החום, לשפר את יעילות העברת החום. בדרך כלל בהתאם לקצב הזרימה הנתון כדי לבחור את החלק הבודד המתאים של שטח צלחת ויחס רוחב-גובה, כך ששיטת הבחירה היא גורם המפתח בשליטה על קצב הזרימה בין הצלחת.
(1) מודל העברת החום של מחליף החום מנותח כדי לגלות את גורמי המפתח המשפיעים על מקדם העברת החום k של מחליף החום: מקדם סרט העברת החום, עובי הצלחת δ. האורך האופייני של הצלחת ומספר ריינולדס בין הלוחות, Re, קובעים את גודל מקדם סרט העברת החום.
(2) כיוון המחקר הנוכחי של צלחת מחליף חום צלחות (עובי צלחת, זווית מהדק צלחת וקצב זרימת בין צלחות) לשימוש ימי מנותח במיוחד.
(3) לאחר הניתוח, יש צורך לשפר ולייעל את מחליף חום הלוחות הימי על פי העקרונות הרלוונטיים של העברת חום ומכניקת נוזלים בעבודה שלאחר מכן.
