Ako výmenník tepla dosahuje konvekčný prenos tepla?
Doskové výmenníky tepla využívajú hlavne konvekciu medzi dvoma studenými a horúcimi médiami na dosiahnutie výmeny tepla a výmena kvapalina-kvapalina je jednou z bežne používaných metód výmenníkov tepla.
Konvekčný prenos tepla je jedným z najbežnejších a základných spôsobov prenosu tepla. Počas procesu prenosu tepla je kvapalné médium vždy v kontakte so stenou výmenníka tepla. Preto sa prenos tepla dosahuje kontinuálnym protiprúdovým prúdením kvapalín. Teplo sa potom vymieňa cez teplotný rozdiel medzivýmenník teplasteny a tekutín. To je to, o čom dnes hovoríme: prenos tepla konvekciou.
Doskové výmenníky tepla dosahujú efektívnu konvekčnú výmenu tepla medzi dvoma tekutinami s rôznymi teplotami (zvyčajne studenou tekutinou a horúcou tekutinou) v izolovanom stave prostredníctvom špeciálneho dizajnu doskovej štruktúry, núteného vedenia tekutiny a efektívnej cesty prenosu tepla. Jeho hlavný princíp možno rozdeliť do troch kľúčových článkov: konštrukčný návrh → prúdenie tekutiny → prenos tepla. Konkrétny postup implementácie je nasledujúci:
Kapacita prenosu tepla doskového výmenníka tepla závisí predovšetkým od špeciálnej konštrukcie teplovýmenných dosiek. Tieto štruktúry priamo určujú priebeh prúdenia a oblasť prenosu tepla tekutiny a sú základom prenosu tepla konvekciou:
Podstatou konvekčného prenosu tepla je spojenie „prúdenie makrokvapaliny + molekulárny mikroprenos tepla“. Doskové výmenníky tepla využívajú externé napájanie (čerpadlá, ventilátory) na vynútenie prietoku tekutiny, čím riadia proces prenosu tepla v dvoch krokoch:
Studená a horúca kvapalina poháňaná externými čerpadlami vstupujú do svojich nezávislých prietokových kanálov:
Studená tekutina vstupuje do ďalšej sady prietokových kanálov z "vstupu studenej tekutiny", tiež prúdi v turbulentnom vzore a vymieňa si teplo s doskami.
V dôsledku extrémne malých medzier medzi prietokovými kanálmi (zvyčajne 2-5 mm) je kvapalina počas prietoku "stlačená", čím sa ďalej zvyšuje turbulentné prúdenie a zabraňuje sa lokalizovanej stagnácii tekutiny, ktorá by mohla znížiť účinnosť prenosu tepla.
Architektonický dizajn a plánovanie cepteur sint occaecat cupidatat proident, ovládol celú moju dušu, ako tieto sladké jarné rána, ktoré si užívam celým svojím... Architektonický dizajn a plánovanie cepteur sint occaecat cupidatat proident, ovládol celú moju dušu, ako tieto sladké jarné rána, ktoré si užívam s celým svojím Lorpisem amenting elite dolor sitecdi eiusmod tempor incididunt labore et dolore magna aliqua. to enim ad minim veniam.
Jadrom konvekčného prenosu tepla je "prenos tepla z horúcej tekutiny do studenej". Doska pôsobí ako izolačné a teplonosné médium a zohráva kľúčovú úlohu pri prenose tepla. Dokončuje sa v troch krokoch:
Prvý: Tepelná kvapalina → Doska (konvekčný prenos tepla)
Keď horúca tekutina turbulentne prúdi, vysokoteplotné molekuly prudko narážajú na povrch platne a odovzdávajú teplo platni „konvekciou“ (v tomto čase sa zvyšuje teplota strany platne, ktorá je najbližšie k horúcej tekutine).
Druhýkrát: vnútri dosky (vedenie tepla)
Dosky sú vyrobené z kovu (s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je nehrdzavejúca oceľ (približne 16 W/(m・K) a zliatina titánu (približne 17 W/(m・K))). Teplo sa rýchlo prenáša zo strany s vysokou teplotou (strana horúcej tekutiny) na stranu s nízkou teplotou (strana studenej tekutiny) v rámci dosiek prostredníctvom „molekulárneho tepelného pohybu“.
Tretíkrát: Doska → Studená tekutina (konvekčný prenos tepla):
Nízkoteplotná strana platne je v kontakte so studenou tekutinou a zrážkou molekúl studenej tekutiny v turbulentnom prúdení sa teplo opäť prenáša do studenej tekutiny "konvekciou" (v tomto čase sa teplota studenej tekutiny zvyšuje a teplota horúcej tekutiny klesá).
Okrem základných princípov, nasledujúce konštrukčné detaily doskyvýmenník teplatiež poskytujú záruky pre konvekčný prenos tepla: Odnímateľná konštrukcia: udržuje čistotu.
Typicky, pretože sa dve použité médiá líšia, je odlišná aj ich dynamika prúdenia v rámci zariadenia, čo môže viesť k významným rozdielom v prenose tepla konvekciou. Prenos tepla konvekciou sa vo všeobecnosti delí na dve situácie. Jedným je prirodzený prenos tepla konvekciou, čo je prietokový prenos tepla generovaný rôznymi teplotami a hustotami dvoch médií cez stenu. Druhým je prenos tepla nútenou konvekciou, čo je prenos tepla prúdením generovaný vonkajšími nútenými silami (ako sú čerpadlá, ventilátory a iné zariadenia). V prípade nútenej konvekcie bude prietok samotnej kvapaliny vyšší ako prietok v prirodzenom stave a účinnosť prenosu tepla konvekciou bude tiež vysoká. Napríklad súčiniteľ prestupu tepla vzduchu pri prirodzenom prúdení je len 5~25W/(m2. stupeň ), ale pri nútenom prúdení sa súčiniteľ prestupu tepla vzduchu zvyšuje na 10~100W(m2. stupeň ).
Existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú účinnosť prenosu tepla média, ako sú fyzikálne vlastnosti samotného tekutého média: hustota, merná tepelná kapacita, tepelná vodivosť atď., ako aj samotná konštrukcia zariadenia na výmenu tepla: veľkosť teplovýmennej dosky, tvar dosky atď., a spôsob prúdenia média v zariadení, čo všetko ovplyvní skutočnú účinnosť prenosu tepla konvekciou.