EN
Støttet av en 5 000 m² stor produksjonsverksted i Nantong og mer enn 100 elektro- og maskiningeniører har SME-gruppen tjenestegitt offshore- og maritim ingeniørindustri i over 20 år og leverer fortsatt en høykvalitets-, oppdatert tjeneste innen denne bransjen. Vi utfører over 500 oppdrag årlig og leverer utstyr til mer enn 1 000 fartøyer per år. Denne bloggen vil diskutere det optimale mønsterplaten for platevarmeveksleren som utgjør hjertet i det maritime systemet, samt hvordan disse optimale mønstrene gir termisk og økonomisk effektivitet gjennom bedre forståelse av kontroll av væskefriksjon og varmefluks i våre kjøle-, oppvarmings- og avfallsvarmegjenvinningsystemer.
Sikksakkvinkel og dens avveining mellom varmeoverføring og trykkfall
Den viktigste geometriske parameteren i designet av PHE er «chevron»-vinkelen (eller «herringbone»-vinkelen). Som alltid fører større «chevron»-vinkler (f.eks. 60° til 75°) til mer turbulens, og dermed økt varmeoverføringskoeffisient – men også til en tilsvarende betydelig økning i trykkfall og pumpeeffekt. Mindre vinkler (30°–45°) gir lavere motstand, men dårligere termisk ytelse. Når viskøse væsker som smøreolje brukes i maritime applikasjoner, er det sjelden at SME bruker én enkelt plate. Anvendelsesområdene for SME har hittil inkludert blandede plater med høy vannpassvinkel og lavere oljeveivinkel, eller lignende kombinasjonsplater, slik at akseptabel termisk ytelse oppnås uten stort trykkfall. Denne hybride designløsningen representerer en helhetlig, termisk-hydraulisk optimal løsning – noe som er viktig i både ombyggings- og nybyggeprosjekter der SME er involvert.
Rykkdybde, -avstand og -forhold
I tillegg til vinkelen påvirker rykkdybden (h), rykkavstanden (P) og rykkforholdet (2b/λ) ytelsen direkte. Jo dypere rykkene er, jo større blir overflaten for varmeoverføring, og jo mer skaper de strømoppdeling, slik at varmeoverføringen i lokal område kan økes gjennom sekundær blanding. Samtidig øker de friksjonsfaktoren, noe som fører til et høyere trykkfall. Studier basert på Taguchi-metoden for marine gassvarmere har utviklet et optimalt forhold – for eksempel med rykkdiameter 6 mm, rykkdybde 1 mm og rykkhelning 45°, som viste en forbedring på 37,41 % i den samlede ytelsesindeksen (TP) sammenlignet med konvensjonell utforming. Disse datadrevne optimeringsteknikkene brukes i SME for å spesifisere platemønster for skipsspesifikke driftsforhold, slik at man ikke må ofre termiske ytelsesfordeler på grunn av unødige pumpekostnader.
Asymmetriske og endrede mønstre for variable strømkrav
Varmesiden-strømning I maritimt system kan varmesidens strømningsprosess utnytte at dens massestrøm kan avvike betydelig fra andre systemers massestrøm – for eksempel kan strømningshastigheten gjennom oppvarmingsvannet være flere ganger større enn strømningshastigheten gjennom en kran i et bofag. Når dette utføres symmetrisk over alle strømningskanaler, øker trykkfallene totalt sett i høystrømskretsen, uten at mekanisk styrke eller termisk virkningsgrad endres. Ikke-uniforme strømningskanalplater – der én kanal har økt tverrsnittsareal ved redusert presedybde eller varierende kammer i én av kanalene – vil gi redusert presstap i den større kanalen så langt som tillatt av mekaniske begrensninger, samtidig som de sikrer god varmeoverføring. Videre har nyere studier oppnådd bedre termohydraulisk ytelse i «chevron»-plater (med vinkel >1° i adskilte «herringbone»-plater), der turbulensforsterkningens effekt på strømningsmotstand overstiger dens ulemper. Denne svært avanserte optimaliseringen vurderes av SMEs ingeniører for skip med svært ulike driftsscenarier, og de verdiskapende løsningene som foreslås, vil gjøre det mulig for rederier å redusere energiforbruket.
Strukturerte og nye overflategeometrier
Undersøkelser de siste årene har undersøkt muligheten for å erstatte tradisjonelle fiskebensmønstre med strukturerte (bølgepunkt-)plater med sirkulære konvekse plater. Ved hjelp av numerisk optimalisering med responsflater-metoden ble de optimale parametrene funnet (bølgepunktdiameter på ca. 5,2 mm, dybde på 0,9 mm og helningsvinkel på 42°) for å oppnå en maksimal ytelse (JF-faktor) som er 11,92 % høyere enn ved konvensjonelle fiskebensdesigner. I dette nye designet er geometriene utformet for å fremme turbulens og termisk grenselag, samtidig som trykkfall fortsatt holdes innen akseptable grenser. SME følger nøye slike nye utviklinger og implementerer beviste innovasjoner der det er relevant for både ettermontering og nybygging, for å hjelpe kunder med å opprettholde overholdelse av de nyeste effektivitets- og utslippsstandardene.
Konklusjon: Presis platteutforming for maritim effektivitet
Optimalisering av platemønstre er ikke en standard driftsprosedyre og krever grundig analyse av væskens egenskaper, strømningshastigheter, tillatte trykkfall og termisk belastning. SME Group er sertifisert i henhold til ISO 9001/14001/45001 og leverer mer enn tjue års erfaring med varmeoverføring innen skipsfart til hvert prosjekt. Vårt lokale nettverk sikrer rask respons på verft over hele verden, spesielt i fastlandskina, slik at dine varmevekslere kan yte optimalt. SME tilbyr deg en 12-måneders garanti samt en vilje til å gjøre mer enn bare å møte og overgå dine forventninger – en vilje til å spare deg enda mer energi, takket være vår støtte til optimalisering av platemønstre for målbare energibesparelser. Ring våre tekniske eksperter i dag for å diskutere din skips spesifikke oppvarmingsbehov.