Шевронная гофра и угол шеврона (β) в пластинчатых теплообменниках

Что означает «шевронная гофра»

Шевронная гофраЭто V-образный (ёлочный) рисунок рёбер, выдавленный на каждой пластине из нержавеющей стали. Когда соседние пластины расположены друг над другом с противоположным расположением, каналы направляют жидкость по возмущенному, завихряющемуся пути. Такая геометрия ускоряет обновление поверхности, повышает коэффициент конвективного теплообмена и помогает избежать застойных зон внутри канала.

Этот узор также механически укрепляет пластину.контактные точкиобразованная гофра поддерживает перепад давления, сохраняя при этом небольшую толщину металла и компактность теплообменника.

Что такое «угол шеврона (β)»

Theугол шеврона (β)угол наклона рёбер ёлочки относительно направления среднего потока. В отраслевой литературе и каталогах OEM пластины обычно классифицируются по следующим признакам:

• Пластины с низким тета (L):меньше β; гидравлически «более открыто», обычноменьшее падение давленияиболее низкая теплопередача.

• Пластины с высоким тета (H):больше β; вызывает большую турбулентность; обычноболее высокая теплопередачасболее высокий перепад давления.

В некоторых сериях также используются смешанные или «M»-каналы. Обозначения различаются у разных производителей; всегда проверяйте фактические значения β и определения каналов в соответствующем каталоге пластин.

Как β влияет на производительность

Увеличение β, как правило, увеличивает интенсивность турбулентности в канале. Положительным моментом является повышение общего коэффициента теплопередачи; отрицательным — повышение коэффициента трения и, следовательно, повышение производительности насоса. И наоборот, уменьшение β снижает сопротивление потоку, но также снижает турбулентность и коэффициент теплопередачи.

На практике проектировщики выбирают комбинацию пластины/канала, которая удовлетворяет сразу двум ограничениям:

1. Термальный:требуемая тепловая нагрузка и целевая температура захода на посадку.

2. Гидравлический:максимально допустимый перепад давления с каждой стороны (и доступный напор насоса).

Поскольку два ограничения часто действуют в противоположных направлениях, пакеты пластин часто строятся изсмесь пластин H и L(или определенный «тип канала»), а не один β во всем теплообменнике.

Почему шевронная гофра помогает бороться с загрязнениями

Шевронный рисунок способствует турбулентности и поверхностному сдвигу, что снижает вероятность образования застойных зон, где скапливаются отложения. Именно поэтому пластины с шевронным рисунком предпочтительны для компактных теплообменников, рассчитанных на близкий диапазон температур. Обратите внимание, что это не исключает необходимость надлежащей фильтрации и безразборной мойки (CIP); это лишь снижает вероятность локального застоя в каналах.

Примечания, которые вы увидите в технических описаниях

Общие термины включаютH-пластина / высокая тета,L-пластина / низкая тета, исмешанные (М) каналыВы также можете увидеть ссылки наобласть распространенияна входе в пластину, который имеет рельефную форму для равномерного распределения потока по всей пластине; хорошее распределение имеет важное значение для любого β-фильтра для достижения ожидаемых характеристик.

Руководство по выбору (непатентованное)

Исходите из рабочего режима, температур на входе и выходе, состава рабочей жидкости и допустимого перепада давления. Если подход ограничен, а ΔP велико, отдавайте предпочтение каналам с более высокой турбулентностью (часто H или смешанной). Если ΔP ограничено, используйте каналы с более низким θ на стороне с ограничениями, а затем компенсируйте за счёт площади или проходов при необходимости. Всегда проверяйте выбор с помощью программного обеспечения для подбора OEM-производителя и данных кривых для конкретной геометрии пластины.

Предостережения

β зависит от поставщика.Точные углы, геометрия ребер, плотность точек контакта и даже обозначение L/H различаются в зависимости от серии модели. Не делайте вывод о характеристиках разных марок исключительно по маркировке L/H. Уточните у производителя точный код пластины и определение канала.

Простая фигура

Пластина A (шевроны \ / \ / ) Пластина B (шевроны / \ / \ ) Поток → принудительно направляется в завихряющиеся пути между противолежащими ребрами β (бета) = наклон ребер относительно основного потока Меньше β → меньший наклон ребер → меньше ΔP, меньше турбулентность (пластина L) Больше β → больший наклон → больше ΔP, больше турбулентность (пластина H)

Смотрите также:Зона распространения,Падение давления,Тепловой подход,H/L пластина.