Kuidas saavutab soojusvaheti konvektsiooniga soojusülekande?
Plaatsoojusvahetid kasutavad soojusvahetuse saavutamiseks peamiselt kahe külma ja kuuma keskkonna vahelist konvektsiooni ning vedeliku{0}}vedelikvahetus on üks soojusvahetite tavapäraselt kasutatavaid meetodeid.
Konvektsioonsoojusülekanne on üks levinumaid ja põhilisemaid soojusülekande meetodeid. Soojusülekande käigus on vedel keskkond alati kontaktis soojusvaheti seinaga. Seetõttu saavutatakse soojusülekanne vedelike pideva vastuvooluga. Seejärel vahetatakse soojust temperatuuride vahe kaudusoojusvahetisein ja vedelikud. See on see, millest me täna räägime: konvektsioonsoojusülekanne.
Plaatsoojusvahetid saavutavad tõhusa konvektsioonisoojusvahetuse kahe erineva temperatuuriga vedeliku (tavaliselt külm vedelik ja kuum vedelik) vahel isoleeritud olekus spetsiaalse plaatkonstruktsiooni disaini, vedeliku sunnitud juhtivuse ja tõhusa soojusülekandetee kaudu. Selle põhiprintsiibi saab jagada kolmeks peamiseks lüliks: konstruktsioonikujundus → vedeliku vool → soojusülekanne. Konkreetne rakendusprotsess on järgmine:
Plaatsoojusvaheti soojusülekandevõime sõltub eelkõige soojusvahetusplaatide erikonstruktsioonist. Need struktuurid määravad otseselt vedeliku voolumustri ja soojusülekandeala ning on konvektiivse soojusülekande aluseks:
Konvektiivse soojusülekande olemus seisneb kombinatsioonis "makro-vedeliku vool + molekulaarne mikro-soojusülekanne". Plaatsoojusvahetid kasutavad välist toidet (pumbad, ventilaatorid), et sundida vedeliku voolu, käivitades soojusülekande protsessi kahes etapis:
Väliste pumpade jõul sisenevad külmad ja kuumad vedelikud oma sõltumatutesse voolukanalitesse:
Külm vedelik siseneb "külma vedeliku sisselaskeavast" teise voolukanalite komplekti, mis samuti voolab turbulentse mustriga, vahetades soojust plaatidega.
Voolukanalite vaheliste üliväikeste pilude tõttu (tavaliselt 2–5 mm) vedelik "pigistatakse" voolu ajal, suurendades veelgi turbulentset voolu ja vältides vedeliku lokaalset stagnatsiooni, mis võib vähendada soojusülekande efektiivsust.
Arhitektuurne projekteerimine ja planeerimine cepteur sint occaecat cupidatat proident, kogu mu hing enda valdusesse võetud, nagu need magusad kevadhommikud, mida ma kogu oma hingega naudin...Arhitektuurne projekteerimine ja planeerimine cepteur sint occaecat cupidatat proident, võetud kogu mu hinge, nagu need magusad kevadhommikud, mida ma naudin kogu mu kevade hommikuid, mida ma naudin. consectetur adipisicing elit,sed do eiusmod tempor incididunt labore et dolore magna aliqua. see enim ad minim veniam.
Konvektiivse soojusülekande tuumaks on "soojusülekanne kuumalt vedelikult külmale vedelikule". Plaat toimib isolatsiooni- ja soojuskandjana, mängides võtmerolli soojusülekandes. See valmib kolmes etapis:
Esiteks: termiline vedelik → plaat (konvektsioonsoojusülekanne)
Kui kuum vedelik voolab turbulentselt, põrkuvad kõrge -temperatuuri molekulid ägedalt plaadi pinnaga, kandes soojust plaadile "konvektsiooni" kaudu (sel ajal tõuseb kuumale vedelikule kõige lähemal oleva plaadi külje temperatuur).
Teine kord: plaadi sees (soojusjuhtivus)
Plaadid on valmistatud metallist (kõrge soojusjuhtivusega, näiteks roostevabast terasest (umbes 16 W/(m・K)) ja titaanisulamist (umbes 17 W/(m・K))). Soojus kandub kiiresti kõrge -temperatuuri poolelt (sooja vedeliku pool) madalale{4}}vedeliku liikumise poolele "mooli sees".
Kolmas kord: plaat → külm vedelik (konvektsioonsoojusülekanne):
Plaadi madala -temperatuuri pool puutub kokku külma vedelikuga ja külma vedeliku molekulide kokkupõrke kaudu turbulentses voolus kandub soojus "konvektsiooni" kaudu uuesti külmale vedelikule (sel ajal külma vedeliku temperatuur tõuseb ja kuuma vedeliku temperatuur langeb).
Lisaks põhiprintsiipidele järgmised plaadi kujundusdetailidsoojusvahetiannavad garantiid ka konvektiivsele soojusülekandele: Eemaldatav struktuur: säilitab puhtuse.
Tavaliselt, kuna kaks kasutatavat keskkonda on erinevad, on ka nende vooludünaamika seadmete sees erinev, mis võib kaasa tuua olulisi erinevusi konvektiivses soojusülekandes. Konvektiivsoojusülekanne jaguneb üldiselt kaheks olukorraks. Üks neist on loomulik konvektsioonsoojusülekanne, mis on voolusoojusülekanne, mis tekib kahe keskkonna erineva temperatuuri ja tihedusega läbi seina. Teine on sundkonvektsiooniga soojusülekanne, mis on väliste sunnitud jõudude (nt pumbad, ventilaatorid ja muud seadmed) tekitatud voolusoojusülekanne. Sundkonvektsiooni korral on vedeliku enda voolukiirus suurem kui voolukiirus loomulikus olekus ning konvektiivse soojusülekande efektiivsus on samuti kõrge. Näiteks õhu soojusülekandetegur looduslikus voolus on vaid 5~25W/(m2.kraad ), kuid sundvoolu sooritamisel tõuseb õhu soojusülekandetegur 10~100W(m2.kraad ).
Söötme soojusülekande efektiivsust mõjutavad paljud tegurid, näiteks vedela keskkonna enda füüsikalised omadused: tihedus, erisoojusmahutavus, soojusjuhtivus jne, aga ka soojusvahetusseadme enda konstruktsioon: soojusvahetusplaadi suurus, plaadi kuju jne ning keskkonna voolumeetod seadmetes, mis kõik mõjutavad konvektiivse soojusülekande tegelikku efektiivsust.