Резюме
В этой статье рассматривается распространенная проблема неправильного распределения потока в теплообменниках с пластинкой, состояние, которое вызывает серьезное снижение эффективности теплообменника и увеличение падения давления.Неправильное распределение особенно важно в двухфазном распределении потока и крупномасштабных приложениях для теплообменников с пластинкойМы разобрались в механических причинах неправильного распределения потока, включая нарушения распределения давления на входе и вариации потока от канала к каналу,и представить структурированный инструментальный ящик, использующий методы цифрового моделирования CFD для теплообменника с пластинкой-пластинкой., оптимизация дизайна заголовка и продвинутая оптимизация геометрии плавников.и увеличение теплопередачи с помощью лопастей обсуждаются как проверенные противодействия.
Исследования постоянно показывают, что неравномерное распределение жидкости вызывает неравномерное поле температуры и скорости, которое вместе с продольной теплопроводностью,приводит к серьезному снижению производительности теплопередачи в теплообменниках из алюминиевой пластиныДостижение совершенно равномерного распределения жидкости во все внутренние каналы является центральной задачей для максимизации тепловой эффективности.Неправильное распределение внутреннего канала жидкости происходит из трех критических ограниченийПонимание того, как эти компоненты влияют на поток жидкости, является ключом к смягчению проблемы.особенно когда вступает в игру эффект ламинарного распределения потока или двухфазного распределения потока.
1Основные факторы, вызывающие неправильное распределение внутреннего потока
Обширные экспериментальные исследования, в том числе анализ распределения потока в эксперименте PIV, подтвердили, что неправильное распределение внутреннего потока в теплообменниках с пластинкой и пластинкой является как серьезным, так и широко распространенным.Основные причины можно сгруппировать в три категории::
(1)Механические причины неправильного распределения потока- они связаны с проектированием, изготовлением, допустимыми допустимыми значениями и сборкой структурных компонентов теплообменника.
Факторы заголовка входа и выхода: иррациональное распределение давления на входе или неправильное распределение потока на выходе создает неравномерное поле давления по всему поперечному сечению,ведущий непосредственно к изменению потока между каналами.
Факторы внутреннего канала: дефекты изготовления, изгиб и деформация плавников приводят к различиям в тепловом сопротивлении и сопротивлении потоку между каналами.изменение потока между каналами продолжает развиватьсяНеправильное распределение, вызванное заголовком, имеет широкий эффект и может резко снизить эффективность теплообменника, при этом заметно увеличивая падение давления.Эффект неправильного распределения ламинарного потока особенно пагубен для полностью развитого ламинарного потока, вызывая заметное ухудшение производительности теплопередачи, хотя и сопровождающееся незначительным уменьшением потери падения давления.
(2)Причины, связанные с жидкостью- изменение собственных свойств жидкости, например, изменение вязкости в ламинарной области и смещение плотности из-за температурных градиентов, способствуют неравномерному распределению жидкости.
(3)Другие оперативные причины- загрязнение и засорение теплообменников, а также коррозия могут возникнуть во время длительного эксплуатации и локально изменить сопротивление потоку, усугубляя существующее неправильное распределение.
Среди них, the mechanical factors associated with the inlet/outlet headers—specifically the improper design of headers and distributor fins—are generally accepted as the dominant source of flow maldistribution in plate‑fin heat exchangersВторостепенными факторами считаются нарушения внутреннего канала, загрязнение и засорение, а также влияние на свойства жидкости.
2- "Сборник инструментов" контрмер для улучшения распределения потоков
Для решения проблем распределения потока теплообменника из алюминиевой пластины требуется интегрированный набор инженерных решений:
(1)Оптимизация дизайна заголовковВнедрить структуры с выравниванием потока, оптимизировать заголовки баффлевых пластин или перфорированных пластин для разделения входящих струй и зон рециркуляции.Измерения распределения потока эксперимента PIV подтвердили значительное улучшение однородности, достигнутое с помощью этих устройств..
(2)Симуляция CFD на крыльях дистрибьютора и оптимальное проектирование– Employ CFD numerical simulation plate‑fin heat exchanger modelling to design vortex suppression inlet distributor geometries and well‑shaped distributor fins that guide the fluid evenly into the coreОптимизация направлена на уменьшение воздействия на первый канал ядра пластинки и сбалансированное распределение давления на впускной головке.
(3)Улучшенная конструкция каналов и плавниковОптимизация ширины канала с числом Рейнольдса, чтобы соответствовать условиям работы.и применять алгоритмы расположения каналов для оптимизации многоцелевых целей для достижения идеального баланса между теплоотдачей и падением давленияКроме того, тонкая настройка соотношения расстояния между высотой плавника и других параметров оптимизации геометрии плавника помогает регулировать тепловое сопротивление и коэффициент местной теплопередачи.
(4)Введение новых путей потока и улучшенных поверхностейПринять технологии повышения теплопередачи или нарушения ламинарного подслоя с перфорированными плавниками, чтобы нарушить ламинарный подслой и усилить смешивание потока.В качестве альтернативы обычной конфигурации прямого канала, конструкция кольцевого теплообменника радиального потока и конструкции перекрестного и продольного потоков могут существенно смягчить присущее неправильное распределение в крупномасштабных или двухфазных системах.
Заключение
Преодоление неправильного распределения внутреннего канального жидкости в алюминиевых теплообменниках требует в конечном счете комбинационного удара: оптимизация дизайна заголовка, точное моделирование CFD-финального распределителя,и всеобъемлющая оптимизация геометрии плавника в сочетании с инновационными конфигурациями каналовПри применении крупномасштабных теплообменников или двухфазного неправильного распределения потока эти интегрированные методы становятся незаменимыми.трехмерные модели цифрового моделирования CFD для теплообменников с пластинами остаются наиболее эффективным инструментом для оценки и проверки эффективности, обеспечивая существенное сокращение колебаний потока между каналами и восстановление потерянной эффективности теплообменника.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
