
ഒരു ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ സംവഹന താപ കൈമാറ്റം എങ്ങനെ കൈവരിക്കും?
പ്ലേറ്റ് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകൾ താപ വിനിമയം നേടുന്നതിന് രണ്ട് തണുത്തതും ചൂടുള്ളതുമായ മാധ്യമങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സംവഹനമാണ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ദ്രാവക-ദ്രാവക വിനിമയം ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു രീതിയാണ്.
താപ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും സാധാരണവും അടിസ്ഥാനപരവുമായ രീതികളിൽ ഒന്നാണ് സംവഹന താപ കൈമാറ്റം. താപ കൈമാറ്റ പ്രക്രിയയിൽ, ദ്രാവക മാധ്യമം എല്ലായ്പ്പോഴും ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചർ മതിലുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു. അതിനാൽ, ദ്രാവകങ്ങളുടെ തുടർച്ചയായ എതിർപ്രവാഹം വഴിയാണ് താപ കൈമാറ്റം സാധ്യമാകുന്നത്. തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസത്തിലൂടെ താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചർമതിലും ദ്രാവകങ്ങളും. ഇന്ന് നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത് ഇതാണ്: സംവഹന താപ കൈമാറ്റം.
പ്ലേറ്റ് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകൾ പ്രത്യേക പ്ലേറ്റ് ഘടന രൂപകൽപ്പന, നിർബന്ധിത ദ്രാവക ചാലകം, കാര്യക്ഷമമായ താപ കൈമാറ്റ പാത എന്നിവയിലൂടെ ഒറ്റപ്പെട്ട അവസ്ഥയിൽ വ്യത്യസ്ത താപനിലകളുള്ള (സാധാരണയായി തണുത്ത ദ്രാവകവും ചൂടുള്ള ദ്രാവകവും) രണ്ട് ദ്രാവകങ്ങൾക്കിടയിൽ കാര്യക്ഷമമായ സംവഹന താപ വിനിമയം കൈവരിക്കുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട നടപ്പാക്കൽ പ്രക്രിയ ഇപ്രകാരമാണ്:
ഒരു പ്ലേറ്റ് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിൻ്റെ താപ കൈമാറ്റ ശേഷി പ്രാഥമികമായി ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ച് പ്ലേറ്റുകളുടെ പ്രത്യേക രൂപകൽപ്പനയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ ഘടനകൾ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഫ്ലോ പാറ്റേണും താപ കൈമാറ്റ പ്രദേശവും നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു, അവ സംവഹന താപ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനമാണ്:
സംവഹന താപ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ സാരം "മാക്രോ-ദ്രാവക പ്രവാഹം + തന്മാത്രാ മൈക്രോ-താപ കൈമാറ്റം" എന്നിവയുടെ സംയോജനമാണ്. പ്ലേറ്റ് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകൾ ദ്രാവക പ്രവാഹത്തെ നിർബന്ധിതമാക്കാൻ ബാഹ്യ ശക്തി (പമ്പുകൾ, ഫാനുകൾ) ഉപയോഗിക്കുന്നു, താപ കൈമാറ്റ പ്രക്രിയയെ രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളായി നയിക്കുന്നു:
ബാഹ്യ പമ്പുകളാൽ നയിക്കപ്പെടുന്ന തണുത്തതും ചൂടുള്ളതുമായ ദ്രാവകങ്ങൾ അവയുടെ സ്വതന്ത്രമായ ഒഴുക്ക് ചാനലുകളിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു:
തണുത്ത ദ്രാവകം "തണുത്ത ദ്രാവക ഇൻലെറ്റിൽ" നിന്ന് മറ്റൊരു സെറ്റ് ഫ്ലോ ചാനലിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു, കൂടാതെ പ്രക്ഷുബ്ധമായ പാറ്റേണിൽ ഒഴുകുന്നു, പ്ലേറ്റുകളുമായി ചൂട് കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നു.
ഫ്ലോ ചാനലുകൾക്കിടയിലുള്ള വളരെ ചെറിയ വിടവുകൾ (സാധാരണയായി 2-5 മില്ലിമീറ്റർ) കാരണം, ഒഴുക്ക് സമയത്ത് ദ്രാവകം "ഞെരുക്കപ്പെടുന്നു", ഇത് പ്രക്ഷുബ്ധമായ ഒഴുക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും താപ കൈമാറ്റം കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്ന പ്രാദേശിക ദ്രാവക സ്തംഭനത്തെ തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.
വാസ്തുവിദ്യാ രൂപകല്പനയും ആസൂത്രണവും, എൻ്റെ മുഴുവൻ ആത്മാവും കൈവശപ്പെടുത്തി, വസന്തത്തിൻ്റെ ഈ മധുര പ്രഭാതങ്ങൾ പോലെ, എൻ്റെ മുഴുവൻ ആത്മാവും ഞാൻ ആസ്വദിച്ചു ... വാസ്തുവിദ്യാ രൂപകൽപ്പനയും ആസൂത്രണവും, എൻ്റെ മുഴുവൻ ആത്മാവും സ്വന്തമാക്കി adipisicing elit, sed do eiusmod tempor incididunt Laber et dolore Magna aliqua. അത് എനിം അഡ് മിനിം വേനിയം.
സംവഹന താപ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ കാതൽ "ചൂടുള്ള ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് തണുത്ത ദ്രാവകത്തിലേക്ക് താപ കൈമാറ്റം" ആണ്. പ്ലേറ്റ് ഒരു ഒറ്റപ്പെടലും താപ കൈമാറ്റ മാധ്യമമായും പ്രവർത്തിക്കുന്നു, താപ കൈമാറ്റത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഇത് മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളിലായാണ് പൂർത്തിയാക്കുന്നത്:
ആദ്യം: താപ ദ്രാവകം → പ്ലേറ്റ് (സംവഹന താപ കൈമാറ്റം)
ചൂടുള്ള ദ്രാവകം പ്രക്ഷുബ്ധമായി ഒഴുകുമ്പോൾ, ഉയർന്ന-താപ തന്മാത്രകൾ പ്ലേറ്റിൻ്റെ ഉപരിതലവുമായി അക്രമാസക്തമായി കൂട്ടിയിടിക്കുന്നു, "സംവഹനം" വഴി പ്ലേറ്റിലേക്ക് താപം കൈമാറുന്നു (ഈ സമയത്ത്, ചൂടുള്ള ദ്രാവകത്തോട് ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള പ്ലേറ്റിൻ്റെ വശത്തെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു).
രണ്ടാം തവണ: പ്ലേറ്റിനുള്ളിൽ (താപ ചാലകം)
പ്ലേറ്റുകൾ ലോഹം കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് (ഉയർന്ന താപ ചാലകത, സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ (ഏകദേശം 16W/(m・K), ടൈറ്റാനിയം അലോയ് (ഏകദേശം 17W/(m・K)) എന്നിവ പോലെ). ചൂട് ഉയർന്ന{3}}താപനിലയിൽ നിന്ന് (ചൂടുള്ള ദ്രാവകത്തിൻ്റെ വശം) താഴ്ന്ന വശത്തേക്ക് (തണുത്ത വശം) "മോ{4}} താപ വശത്തേക്ക് അതിവേഗം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. താപ ചലനം."
മൂന്നാം തവണ: പ്ലേറ്റ് → തണുത്ത ദ്രാവകം (സംവഹന താപ കൈമാറ്റം):
പ്ലേറ്റിൻ്റെ താഴ്ന്ന-താപനില വശം തണുത്ത ദ്രാവകവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു, പ്രക്ഷുബ്ധമായ പ്രവാഹത്തിൽ തണുത്ത ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ കൂട്ടിയിടിയിലൂടെ "സംവഹനം" വഴി ചൂട് വീണ്ടും തണുത്ത ദ്രാവകത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു (ഈ സമയത്ത് തണുത്ത ദ്രാവകത്തിൻ്റെ താപനില വർദ്ധിക്കുകയും ചൂടുള്ള ദ്രാവകത്തിൻ്റെ താപനില കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു).
പ്രധാന തത്വങ്ങൾക്ക് പുറമേ, പ്ലേറ്റിൻ്റെ ഇനിപ്പറയുന്ന ഡിസൈൻ വിശദാംശങ്ങൾചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചർസംവഹന താപ കൈമാറ്റത്തിനുള്ള ഗ്യാരണ്ടിയും നൽകുന്നു: വേർപെടുത്താവുന്ന ഘടന: ശുചിത്വം നിലനിർത്തുന്നു.
സാധാരണയായി, ഉപയോഗിക്കുന്ന രണ്ട് മാധ്യമങ്ങളും വ്യത്യസ്തമായതിനാൽ, ഉപകരണത്തിനുള്ളിലെ അവയുടെ ഫ്ലോ ഡൈനാമിക്സും വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇത് സംവഹന താപ കൈമാറ്റത്തിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങൾക്ക് ഇടയാക്കും. സംവഹന താപ കൈമാറ്റം സാധാരണയായി രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒന്ന്, പ്രകൃതിദത്ത സംവഹന താപ കൈമാറ്റം, ഇത് മതിലിലൂടെയുള്ള രണ്ട് മാധ്യമങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത താപനിലയും സാന്ദ്രതയും സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫ്ലോ ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ ആണ്. രണ്ടാമത്തേത് നിർബന്ധിത സംവഹന താപ കൈമാറ്റമാണ്, ഇത് ബാഹ്യ നിർബന്ധിത ശക്തികൾ (പമ്പുകൾ, ഫാനുകൾ, മറ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ പോലുള്ളവ) സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഫ്ലോ ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ ആണ്. നിർബന്ധിത സംവഹനത്തിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഒഴുക്ക് നിരക്ക് സ്വാഭാവിക അവസ്ഥയിലെ ഫ്ലോ റേറ്റിനേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കും, കൂടാതെ സംവഹന താപ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ കാര്യക്ഷമതയും ഉയർന്നതായിരിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, സ്വാഭാവിക പ്രവാഹത്തിൽ വായുവിൻ്റെ താപ കൈമാറ്റ ഗുണകം 5~25W/(m2. ഡിഗ്രി) മാത്രമാണ്, എന്നാൽ നിർബന്ധിത പ്രവാഹം നടത്തുമ്പോൾ, വായുവിൻ്റെ താപ കൈമാറ്റ ഗുണകം 10~100W(m2. ഡിഗ്രി) ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു.

മാധ്യമത്തിൻ്റെ താപ കൈമാറ്റ കാര്യക്ഷമതയെ ബാധിക്കുന്ന നിരവധി ഘടകങ്ങളുണ്ട്, അതായത് ദ്രാവക മാധ്യമത്തിൻ്റെ ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ: സാന്ദ്രത, നിർദ്ദിഷ്ട താപ ശേഷി, താപ ചാലകത മുതലായവ, അതുപോലെ തന്നെ താപ വിനിമയ ഉപകരണത്തിൻ്റെ രൂപകൽപ്പന: ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ച് പ്ലേറ്റിൻ്റെ വലുപ്പം, പ്ലേറ്റിൻ്റെ ആകൃതി മുതലായവ.

