Wrth ddewis cyfnewidydd gwres plât, mae llawer o gwsmeriaid yn canolbwyntio'n bennaf ar y pris prynu. Fodd bynnag, mae nifer o ffactorau allweddol yn pennu ansawdd a chost cyfnewidydd gwres plât i raddau helaeth, gan gynnwys y deunydd plât, dyluniad strwythurol, ardal trosglwyddo gwres, a dyletswydd gwres gofynnol.

Mae'r erthygl hon yn rhoi trosolwg ymarferol o gyfrifiadau sizing cyfnewidydd gwres plât ac yn cyflwyno dau ddull dylunio a ddefnyddir yn gyffredin: y Dull Gwahaniaeth Tymheredd Cymedrig Log (LMTD) a Dull Nifer yr Unedau Trosglwyddo (NTU).

Er bod gan bob cais amodau gweithredu unigryw, mae'r wybodaeth ganlynol yn cynnig man cychwyn defnyddiol ar gyfer dewis y cyfnewidydd gwres plât cywir.

1. Cyfnewidydd Gwres PlâtCyfrifiadau Maint

Dyletswydd Gwres

Mae dyletswydd gwres yn cyfeirio at faint o wres y mae'n rhaid i'r cyfnewidydd gwres ei drosglwyddo.

Yn seiliedig ar amodau'r broses, cyfradd llif hylif, tymereddau mewnfa ac allfa, a pharamedrau gweithredu eraill, gellir cyfrifo'r ddyletswydd gwres gofynnol.

Ardal Trosglwyddo Gwres

Yr ardal trosglwyddo gwres yw un o'r paramedrau pwysicaf wrth bennu maint cyfnewidydd gwres plât.

Fe'i cyfrifir yn seiliedig ar y ddyletswydd gwres gofynnol, cyfraddau llif hylif, tymereddau gweithredu, a pherfformiad trosglwyddo gwres.

Nifer y Platiau

Mae nifer y platiau yn pennu'r arwyneb trosglwyddo gwres sydd ar gael y tu mewn i'r cyfnewidydd gwres.

Yn gyffredinol, mae cynyddu nifer y platiau yn darparu ardal trosglwyddo gwres mwy ac yn gwella perfformiad thermol.

Fodd bynnag, mae platiau ychwanegol hefyd yn cynyddu cost offer a gostyngiad pwysau.

Dylid pennu'r nifer ofynnol o blatiau yn ôl yr ardal trosglwyddo gwres, dimensiynau plât, ac amodau llif.

Model a Manylebau

Ar ôl pennu'r paramedrau dylunio allweddol, gellir dewis model priodol o'r ystod cynnyrch sydd ar gael.

Dylai'r dewis ystyried ffactorau fel:

• Deunydd plât
• Gradd pwysau
• Gwrthsefyll cyrydiad
• Tymheredd gweithredu
• Gofynion proses

Gollwng Pwysau

Mae gostyngiad pwysau yn cyfeirio at y golled pwysau a brofir gan yr hylif wrth basio trwy'r cyfnewidydd gwres.

Mae'n dibynnu ar sawl ffactor, gan gynnwys:

• Cyfradd llif
• Nifer y platiau
• bylchau rhwng platiau
• Trwch plât

Wrth ddewis cyfnewidydd gwres plât, mae'n bwysig gwirio bod y gostyngiad pwysau a gyfrifir yn aros o fewn terfynau a ganiateir y system broses.

Crynodeb

Dylid addasu'r union ddull sizing bob amser yn unol ag amodau gweithredu penodol pob cais.

Yn ogystal â chyfrifiadau thermol, dylid hefyd ystyried gofynion gosod, hygyrchedd cynnal a chadw, a dulliau glanhau i sicrhau gweithrediad hirdymor dibynadwy.

Ymhlith y gwahanol ddulliau cyfrifo sydd ar gael, mae'rLog Dull Gwahaniaeth Tymheredd Cymedrig (LMTD).a'rNifer yr Unedau Trosglwyddo (NTU) Dullyw'r ddau ddull a ddefnyddir amlaf ar gyfer dylunio cyfnewidydd gwres plât.

Mae'r ddau ddull yn seiliedig ar egwyddorion trosglwyddo gwres a chydberthynas gollwng pwysau.

2. Beth Yw'r Dull Log Gwahaniaeth Tymheredd Cymedrig (LMTD)?

Y Dull Gwahaniaeth Tymheredd Cymedrig Log (LMTD) yw un o'r dulliau mwyaf cyffredin a ddefnyddir ar gyfer cyfrifo cynhwysedd trosglwyddo gwres cyfnewidydd gwres plât.

Mae ei egwyddor sylfaenol yn tybio bod cyfnewid gwres yn digwydd yn seiliedig ar wahaniaeth tymheredd cyfartalog rhwng yr hylifau poeth ac oer.

Rhennir y broses trosglwyddo gwres yn gyfres o adrannau bach.

O fewn pob adran, mae tymereddau'r ddau hylif yn cael eu cynrychioli ganT₁, T₂, T₃, aT₄.

Mae'r gwres a drosglwyddir ym mhob adran yn cael ei gyfrifo'n unigol, a cheir cyfanswm y gyfradd trosglwyddo gwres trwy grynhoi'r canlyniadau.

Yn hytrach na defnyddio'r gwahaniaeth tymheredd gwirioneddol ym mhob adran, mae'r dull yn defnyddio'rgwahaniaeth tymheredd cymedrig log.

Yr hafaliad LMTD yw:

Lle:

• ΔT₁= Gwahaniaeth tymheredd ar un pen y cyfnewidydd gwres
• ΔT₂= Gwahaniaeth tymheredd ar y pen arall
• ΔTlm= Logio Gwahaniaeth Tymheredd Cymedrig

Mae cyfanswm y gyfradd trosglwyddo gwres yn cael ei gyfrifo fel:

C=U × A × ∆Tlm

Lle:

• Q= Cyfradd trosglwyddo gwres
• U= Cyfernod trosglwyddo gwres cyffredinol
• A= Ardal trosglwyddo gwres effeithiol
• ΔTlm= Logio Gwahaniaeth Tymheredd Cymedrig

Mewn cymwysiadau ymarferol, mae tymheredd hylif yn newid yn barhaus ar hyd y llwybr llif.

Felly, dylid gwneud cyfrifiadau gan ddefnyddio'r amodau gweithredu gwirioneddol, a gwerthoedd priodol ar gyferUaAdylid eu dewis i gael canlyniadau cywir.

3. Y Dull NTU ar gyfer Dylunio Cyfnewidydd Gwres Plât

Mae'rNifer yr Unedau Trosglwyddo (NTU) Dullyn ddull arall a ddefnyddir yn eang ar gyfer amcangyfrif perfformiad thermol cyfnewidydd gwres plât.

Yn wahanol i'r Dull LMTD, mae'r Dull NTU yn seiliedig ar y cysyniad o'rNifer yr Unedau Trosglwyddo (NTU), paramedr di-dimensiwn sy'n cynrychioli gallu trosglwyddo gwres y cyfnewidydd gwres.

Mae NTU yn dibynnu ar ffactorau megis cyfradd llif màs, cynhwysedd gwres, a pherfformiad trosglwyddo gwres cyffredinol.

Cam 1. Penderfynu ar Dyletswydd Gwres a Phriodweddau Hylif

Yn seiliedig ar amodau'r broses, cyfrifwch:

• Treth gwres gofynnol
• Cyfradd llif màs
• Cynhwysedd gwres penodol pob hylif

Cam 2. Penderfynu Capasiti Trosglwyddo Gwres

Cynrychiolir gallu trosglwyddo gwres y cyfnewidydd gwres gan:

• Cyfernod trosglwyddo gwres cyffredinol (U)
• Ardal trosglwyddo gwres effeithiol (A)

Mae'r cyfernod trosglwyddo gwres cyffredinol yn disgrifio cyfradd trosglwyddo gwres rhwng y ddau hylif fesul uned gwahaniaeth tymheredd.

Cam 3. Cyfrifwch y Gwerth NTU

Cyfrifir yr NTU gan ddefnyddio:

Lle:

• Cminyw cyfradd cynhwysedd gwres llai y ddau hylif.

Cam 4. Cyfrifwch Effeithiolrwydd Cyfnewidydd Gwres

Gellir amcangyfrif effeithiolrwydd y cyfnewidydd gwres gan ddefnyddio:

ε=1 - exp(-NTU × (1 - Cr))

Lle:

• ε= Effeithiolrwydd cyfnewidydd gwres
• Cr= Cymhareb capasiti gwres, a ddiffinnir fel cymhareb y gyfradd cynhwysedd gwres llai i'r gyfradd cynhwysedd gwres mwy.

Cam 5. Cyfrifwch Gyfradd Trosglwyddo Gwres

Yna cyfrifir y gyfradd trosglwyddo gwres fel:

Q=ε × Cmin × (T1 - T2)

Lle:

• Q= Cyfradd trosglwyddo gwres
• T₁ – T₂= Gwahaniaeth tymheredd rhwng ffrydiau mewnfa'r ddau hylif.

Nodiadau

Mae'r Dull NTU yn gofyn am nifer fwy o baramedrau mewnbwn na'r Dull LMTD, ac mae'r cyfrifiadau yn gyffredinol yn fwy cymhleth.

Am y rheswm hwn, mae data gweithredu cywir yn hanfodol i sicrhau canlyniadau cyfrifo dibynadwy.

Pan gaiff ei ddefnyddio'n gywir, mae'r Dull NTU yn darparu ffordd effeithiol o werthuso perfformiad thermol cyfnewidwyr gwres plât, yn enwedig pan nad yw tymheredd yr allfeydd yn hysbys yn ystod y cam dylunio.