伝熱効果を左右する船舶用プレート熱交換器の真実
船舶用プレート熱交換器は船上の主要な熱交換装置であり、船全体の安全運航に重要な役割を果たしています。 その構造は他の装置に比べて比較的単純であり、主にネジ、プレッシャープレート、ベース、プレートなどで構成されています。 大型船舶の主機関シリンダーライナー水、スライディングオイルクーラー、セントラルクーラーとして広く使用されています。 それは数十年にわたって大きく発展してきました。 大手メーカーはいずれも船舶用プレート熱交換器の伝熱効果を向上させることに注力しています。
船舶用プレート熱交換器のプレート構造は熱交換器の性能に直接影響します。 この論文では、さらなる研究のための参考を提供するために、既存の海洋プレート熱交換器の性能に対する一連のプレートパラメータの影響について説明します。
船舶用プレート熱交換器は、その保守性を考慮して、プレート間にU型接続があり、流体の両側に冷水と温水または滑りやすい油が向流で接続されています。 プレート間の熱伝達の形式は、平坦な壁の熱伝達として抽象化できます。 船舶用プレート熱交換器の流路内の流体の流れは、ホストのディーゼル エンジン オイルまたはシリンダー ライナーの水の熱伝達によって決定されるため、研究の焦点はプレートの形状に置くことができます。
プレート熱伝達の有効性に影響を与える主な要因は何ですか
板厚
プレート角度
プレート間の流量
板厚
熱伝達係数の式からわかるように、プレートの厚さ δ が小さいほど、熱交換器の熱伝達効果が向上します。船舶用プレート熱交換器の規格では、提案されている熱交換器のプレート厚さ {{{{2 }}}}.6～0.8mm、業界最薄のチタン板厚0.4mmを達成しました。 板を薄くして熱伝導効果を高めるのはあまり明白ではありませんが、主な目的は材料使用量の削減によるコストダウンですが、板を薄くするとプレス時の板の強度が相対的に低下します。 ただし、薄いシートはプレス後は相対的に強度が低下します。
プレートのクリップ角度
船舶用プレート熱交換器の k 値を向上させる主な方法の 1 つは、伝熱媒体の表面の両側にあるプレートの流体の乱れを改善することです。 船舶用プレート熱交換器プレートは通常、加工されたヘリンボーン波板です。 ヘリンボーン波板の場合、ヘリンボーン角の大きさが熱伝導と流体抵抗に大きく影響します。 大きなヘリンボーン角を持つプレートは、高い熱伝達率と高い流体抵抗を備えています。 逆に、ヘリンボーン角が小さいプレートは熱伝達率が低く、熱抵抗が低くなります。 120度のヘリンボーン角波板が最も伝熱効果が高く、角度が小さくても大きくても伝熱効率が低下するため、通常のセントラルクーラーやシリンダーライナーの水冷クーラーは120度のヘリンボーン波板を採用しています。最大の熱伝達効果を達成するために、角度を設定します。
プレート間の流量
プレート間の流体の流れは、流量が均一ではなく、主流ライン内の流量は平均流量の約4～5倍であり、各流路のプロセスにおける流量は均一ではありません。 完全な乱流状態からプレート間を流体が流れるようにするには、プレート間の平均流速 0.3 ~ 0.8 m / s をとることが適切です。 抵抗低下が大きい値を許容できる場合には、対流伝熱膜係数を向上させて伝熱面積を小さくし、伝熱効率を向上させる。 通常、与えられた流量に従って、適切な一枚のプレートの面積とアスペクト比を選択するため、その選択方法がプレート間の流量を制御する重要な要素となります。
(1) 熱交換器の熱伝達モデルを解析して、熱交換器の熱伝達係数 k に影響を与える重要な要素、つまり熱伝達膜係数 、プレートの厚さ δ を見つけます。 プレートの特徴的な長さとプレート間のレイノルズ数 Re によって、熱伝達膜係数 の大きさが決まります。
（２）船舶用プレート伝熱プレートの現在の研究方向（板厚、プレートクランプ角度、プレート間流量）を具体的に分析した。
(3) 解析後、その後の作業では、熱伝達と流体力学の関連原理に従って海洋プレート熱交換器を改善および最適化する必要があります。
