乘坐過輪船的乘客都知道,不僅在汽車和火車上有"空調",在輪船上也有,只不過輪船上的空氣調節,換熱主要靠的是我們的板式換熱器(http://www.51banshihuanreqi.com/),一般來講一艘輪船中板式換熱器的好壞將直接影響到該艘輪船的安全運行。而這其中板片卻至關重要,這是因為船用板式換熱器的板片結構直接影響了換熱器的性能。
船用板式換熱器流道中流體的流量是由主機柴油機滑油或缸套水的換熱量決定的,同時為了其維修性,板片之間均為U型連接,為逆流方式,兩側流體為冷水與熱水或滑油。板間的換熱形式可抽象為平壁傳熱。
一般來講,影響板片換熱的因素有以下幾種:
1、板片的夾角
船用板式換熱器提高k值的主要方法之一是提高板片兩側換熱介質表面的流體擾動程度。船用板式換熱器的板片通常加工成人字波紋板。對于人字形波紋板片,人字角的大小對傳熱和流體阻力影響很大。人字角大的板片傳熱系數高、流體阻力亦大;反之人字角小的板片傳熱系數和阻力都低。120°人字角的波紋傳熱效果最好,角度越小或者變大,傳熱效率都會變低,通常的中央冷卻器與缸套水冷卻器采用120°人字角板片,以達到最大的換熱效果。
在船用滑油冷卻器中,由于滑油的粘度高于水的粘度,如果全使用120°大夾角的板片會造成流體阻力大,而60°小夾角板片的傳熱系數低。因此滑油冷卻器往往使用2種板片混裝的方式,在充分利用允許壓降的情況下,這種稱之為換熱混合設計,其換熱面積可達到最優效果。
2、板片厚度
由傳熱系數的表達式可知,板片的厚度δ越小,換熱器的傳熱效果越好,船用板式換熱器的標準,提出換熱器的板片厚度在0.6~0.8mm,目前行業最薄的鈦板板片已經達到0.4mm.板片再做薄對提高換熱效果不會太明顯,而主要的是為了減少成本,降低材料的消耗,但薄板片在壓制后強度會相對減小。
3、板間流速
流體在板間流動,其流速是不均勻的,在主流線上的流速,約為平均流速的4~5倍,在一個流程內每個流道的流速也不均勻。為使流體在板間流動時,出于充分湍流狀態,宜取板間的平均流速0.3~0.8m/s.在阻力降容許的情況下取大值,以提高對流傳熱膜系數,從而減小換熱面積,提高換熱效率。通常按照給定的流速選擇出板片恰當的單片面積與長寬比,這樣的選型方法是控制板間流速的關鍵因素。