כיצד משיג מחליף חום העברת חום בהסעה?
מחליפי חום צלחות משתמשים בעיקר בהסעה בין שני אמצעים קרים וחמים כדי להשיג חילופי חום, והחלפת נוזלים-נוזלים היא אחת השיטות הנפוצות של מחליפי חום.
העברת חום בהסעה היא אחת השיטות הנפוצות והבסיסיות ביותר להעברת חום. במהלך תהליך העברת החום, המדיום הנוזלי נמצא תמיד במגע עם דופן מחליף החום. לכן, העברת חום מושגת על ידי זרימת זרם נגדי מתמשך של נוזלים. החום מוחלף לאחר מכן באמצעות הפרש הטמפרטורה בין המחליף חוםקיר והנוזלים. זה מה שאנחנו מדברים עליו היום: העברת חום הסעה.
מחליפי חום הלוחות משיגים חילופי חום הסעה יעילים בין שני נוזלים עם טמפרטורות שונות (בדרך כלל נוזל קר ונוזל חם) במצב מבודד באמצעות עיצוב מבנה לוחות מיוחד, הולכת נוזל מאולצת ונתיב העברת חום יעיל. ניתן לפרק את עקרון הליבה שלו לשלושה חוליות מפתח: עיצוב מבני → זרימת נוזל → העברת חום. תהליך היישום הספציפי הוא כדלקמן:
יכולת העברת החום של מחליף חום צלחות תלויה בעיקר בעיצוב המיוחד של צלחות חילופי החום. מבנים אלה קובעים ישירות את דפוס הזרימה ואת אזור העברת החום של הנוזל, והם הבסיס להעברת חום הסעה:
המהות של העברת חום הסעה היא השילוב של "זרימת נוזל מאקרו- + העברת חום מיקרו- מולקולרית". מחליפי חום צלחות משתמשים בכוח חיצוני (משאבות, מאווררים) כדי לאלץ את זרימת הנוזל, ומניעים את תהליך העברת החום בשני שלבים:
מונעים על ידי משאבות חיצוניות, הנוזלים הקרים והחמים נכנסים לערוצי הזרימה העצמאיים שלהם:
הנוזל הקר נכנס למערכת נוספת של תעלות זרימה מ"כניסת הנוזל הקר", זורם אף הוא בתבנית סוערת, מחליף חום עם הלוחות.
בשל הפערים הקטנים ביותר בין תעלות הזרימה (בדרך כלל 2-5 מ"מ), הנוזל "נסחט" במהלך הזרימה, מה שמגביר עוד יותר את הזרימה הסוערת ומונע סטגנציה מקומית של נוזל שעלולה להפחית את יעילות העברת החום.
עיצוב אדריכלי ותכנון cepteur sint occaecat cupidatat proident, השתלט על כל נשמתי, כמו הבוקרים המתוקים האלה של האביב שאני נהנה מהם עם כל... עיצוב אדריכלי ותכנון cepteur sint occaecat cupidatat proident, השתלט על כל נשמתי, כמו הבוקרים המתוקים האלה של האביב שאני נהנה מהם עם כל הבקרים שלי לורקט, אני נהנה ממנו. adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt labore et dolore magna aliqua. זה enim ad minim veniam.
הליבה של העברת חום הסעה היא "העברת חום מנוזל חם לנוזל קר". הצלחת פועלת כמדיום בידוד והעברת חום, וממלאת תפקיד מפתח בהעברת חום. זה מסתיים בשלושה שלבים:
ראשית: נוזל תרמי → לוח (העברת חום בהסעה)
כאשר הנוזל החם זורם בצורה סוערת, מולקולות הטמפרטורה הגבוהה-מתנגשות בעוצמה עם פני הלוח, ומעבירות חום לצלחת באמצעות "הסעה" (בזמן זה, הטמפרטורה של הצד של הצלחת הקרוב לנוזל החם עולה).
פעם שנייה: בתוך הצלחת (הולכת חום)
הלוחות עשויים ממתכת (עם מוליכות תרמית גבוהה, כגון נירוסטה (בערך 16W/(m・K) וסגסוגת טיטניום (בערך 17W/(m・K))). חום מועבר במהירות מצד הטמפרטורה-הגבוהה (צד הנוזל החם) לצד הנמוך-הנמוכה-בצד הטמפרטורה הקולרית (הצד הקולרי של הטמפרטורה הקולרית) מול הטמפרטורה הקולרית.
פעם שלישית: צלחת ← נוזל קר (העברת חום בהסעה):
צד הטמפרטורה-הנמוכה של הצלחת יוצר קשר עם הנוזל הקר, ובאמצעות התנגשות מולקולות של הנוזל הקר בזרימה הסוערת, החום מועבר לנוזל הקר שוב באמצעות "הסעה" (בזמן זה הטמפרטורה של הנוזל הקר עולה וטמפרטורת הנוזל החם יורדת).
בנוסף לעקרונות הליבה, פרטי העיצוב הבאים של הצלחתמחליף חוםמספקים גם ערבויות להעברת חום הסעה: מבנה ניתן להסרה: שומר על ניקיון.
בדרך כלל, מכיוון ששתי המדיות בהן נעשה שימוש שונות, דינמיקת הזרימה שלהן בתוך הציוד שונה גם היא, מה שעלול להוביל להבדלים משמעותיים בהעברת חום ההסעה. העברת חום הסעה מחולקת בדרך כלל לשני מצבים. האחת היא העברת חום טבעית בהסעה, שהיא העברת החום הזרימה שנוצרת על ידי הטמפרטורות והצפיפות השונות של שני אמצעים דרך הקיר. השני הוא העברת חום בהסעה מאולצת, שהיא העברת החום הזרימה שנוצרת על ידי כוחות מאולצים חיצוניים (כגון משאבות, מאווררים וציוד אחר). במקרה של הסעה מאולצת, קצב הזרימה של הנוזל עצמו יהיה גבוה מקצב הזרימה במצב הטבעי, וגם היעילות של העברת חום הסעה תהיה גבוהה. לדוגמה, מקדם העברת החום של אוויר בזרימה טבעית הוא רק 5~25W/(m2. מעלות), אך כאשר מתבצעת זרימה מאולצת, מקדם העברת החום של האוויר עולה ל-10~100W(m2. מעלות ).
ישנם גורמים רבים המשפיעים על יעילות העברת החום של המדיום, כגון המאפיינים הפיזיקליים של המדיום הנוזל עצמו: צפיפות, קיבולת חום ספציפית, מוליכות תרמית וכו', וכן עיצוב ציוד חילופי החום עצמו: גודל לוחית חילופי החום, צורת הלוח וכו' ושיטת הזרימה של המדיום בציוד, כל אלו ישפיעו על יעילות העברת החום בפועל של ההסעה.