แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนทางทะเลเป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนหลักบนเรือมีบทบาทสำคัญในการทำงานอย่างปลอดภัยของเรือทั้งลำ โครงสร้างค่อนข้างง่ายเมื่อเทียบกับอุปกรณ์อื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยสกรู แผ่นดัน ฐาน แผ่น และอื่นๆ มันถูกใช้เป็นไลเนอร์วอเตอร์ คูลเลอร์น้ำมันหล่อลื่น และคูลเลอร์ส่วนกลางสำหรับเครื่องยนต์หลักของเรือขนาดใหญ่ ได้รับการพัฒนาอย่างมากในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา ผู้ผลิตรายใหญ่กำลังมุ่งเน้นไปที่วิธีการปรับปรุงผลการแลกเปลี่ยนความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบจานทะเล
เนื่องจากโครงสร้างแผ่นของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นทางทะเลส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน บทความนี้จะกล่าวถึงอิทธิพลของชุดพารามิเตอร์ของเพลตของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นสำหรับเดินทะเลที่มีอยู่ต่อประสิทธิภาพของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวิจัยเพิ่มเติม
สำหรับการบำรุงรักษาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบจานทะเล เพลตจะเชื่อมต่อเป็นรูปตัว U ซึ่งเป็นวิธีทวนกระแส และของเหลวทั้งสองด้านคือน้ำเย็นและน้ำร้อนหรือน้ำมันหล่อลื่น รูปแบบการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างแผ่นเปลือกโลกสามารถแยกออกเป็นการถ่ายเทความร้อนผนังเรียบ เนื่องจากการไหลของของไหลในช่องของแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับเรือเดินทะเลถูกกำหนดโดยการแลกเปลี่ยนความร้อนของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ดีเซลหรือน้ำซับในเครื่องยนต์ดีเซลหลัก การศึกษาจึงมุ่งเน้นไปที่รูปแบบจาน
อะไรคือปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อผลการถ่ายเทความร้อนของเพลท
1.ความหนาของแผ่น
2.มุมจาน
3.อัตราการไหลระหว่างเพลต
ความหนาของแผ่น
จะเห็นได้จากการแสดงออกของสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนว่ายิ่งความหนา δ ของเพลตน้อยเท่าไร เอฟเฟกต์การถ่ายเทความร้อนของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น มาตรฐานสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบจานทะเลเสนอว่าความหนาของแผ่นของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคือ 0.6 ~ 0.8 มม. แผ่นไทเทเนียมที่บางที่สุดในอุตสาหกรรมมีความหนาถึง 0.4 มม. การทำให้แผ่นบางลงจะไม่ชัดเจนเกินไปในการปรับปรุงผลการแลกเปลี่ยนความร้อน แต่จุดประสงค์หลักคือการลดต้นทุนและลดการใช้วัสดุ แต่ความแข็งแรงของแผ่นบางจะลดลงค่อนข้างมากหลังจากการกด
มุมของจาน
วิธีหลักวิธีหนึ่งในการเพิ่มค่า k ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบจานทะเลคือการเพิ่มระดับการรบกวนของของไหลบนพื้นผิวของตัวกลางแลกเปลี่ยนความร้อนทั้งสองด้านของเพลต แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนของแผ่นมารีนมักจะถูกแปรรูปเป็นแผ่นลูกฟูกรูปแฉกแนวตั้ง สำหรับแผ่นลูกฟูกรูปแฉกแนวตั้ง ขนาดของมุมก้างปลามีผลอย่างมากต่อการถ่ายเทความร้อนและการต้านทานของไหล แผ่นที่มีมุมก้างปลาขนาดใหญ่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงและทนต่อของเหลวสูง ในทางกลับกัน แผ่นที่มีมุมก้างปลาขนาดเล็กมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำและความต้านทาน มุมก้างปลา 120 องศามีผลการถ่ายเทความร้อนที่ดีที่สุด ยิ่งมุมเล็กหรือใหญ่ขึ้นเท่าใด ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนก็จะยิ่งต่ำลง คูลเลอร์ส่วนกลางและเครื่องทำน้ำเย็นแบบไลเนอร์ทั่วไปใช้เพลทก้างปลา 120 องศาเพื่อให้ได้ผลการถ่ายเทความร้อนสูงสุด
อัตราการไหลระหว่างเพลต
อัตราการไหลของของไหลที่ไหลระหว่างแผ่นเปลือกโลกไม่สม่ำเสมอ อัตราการไหลบนสายการไหลหลักอยู่ที่ประมาณ 4 ถึง 5 เท่าของอัตราการไหลเฉลี่ย อัตราการไหลของแต่ละช่องทางการไหลในกระบวนการไม่สม่ำเสมอ เพื่อให้การไหลของของไหลระหว่างเพลต ในสภาวะที่ปั่นป่วนเต็มที่ ขอแนะนำให้ใช้ความเร็วการไหลเฉลี่ยระหว่างเพลต 0.3-0.8m/s ใช้ค่าที่มากขึ้นเมื่อความต้านทานลดลงเพื่อเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ฟิล์มถ่ายเทความร้อนพาความร้อน ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน มักจะเลือกพื้นที่ชิ้นเดียวและอัตราส่วนกว้างยาวที่เหมาะสมของเพลตตามอัตราการไหลที่กำหนด วิธีการคัดเลือกนี้เป็นปัจจัยสำคัญในการควบคุมอัตราการไหลระหว่างเพลต
(1) ผ่านแบบจำลองการถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ปัจจัยสำคัญหลายประการที่ส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน k ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้รับการวิเคราะห์: ค่าสัมประสิทธิ์ฟิล์มถ่ายเทความร้อน α และความหนาของแผ่น δ ความยาวลักษณะเฉพาะของเพลตและหมายเลข Reynolds Re ระหว่างเพลตกำหนดขนาดของสัมประสิทธิ์ฟิล์มถ่ายเทความร้อน α
(2) วิเคราะห์ทิศทางการวิจัยในปัจจุบันของเพลตแลกเปลี่ยนความร้อนเพลตในทะเล (ความหนาของเพลต มุมเพลต และความเร็วการไหลของอินเตอร์เพลต) โดยละเอียด
(3) หลังจากการวิเคราะห์ จำเป็นต้องปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของแผ่นทางทะเลตามหลักการที่เกี่ยวข้องของการถ่ายเทความร้อนและกลศาสตร์ของไหลในงานต่อไป
