EN
Nantong'da 5.000 m²'lik bir üretim atölyesine sahip olup, 100’den fazla elektrik ve makine mühendisiyle donatılmış SME Grubu, denizaltı ve deniz mühendisliği sektörüne 20 yıldan fazla süredir hizmet vermektedir; bu sektörde yüksek kaliteli ve güncel hizmetler sunmaya devam etmektedir. Yılda 500’den fazla iş gerçekleştirilmekte ve yılda 1.000’den fazla gemiye ürün sağlanmaktadır. Bu blog yazısı, deniz sistemlerinin kalbi olan plaka tipi ısı değiştiricileri için optimum desenli plakaları ele alacak ve bu optimum desenlerin, soğutma, ısıtma ve atık ısı geri kazanım sistemlerimizde akışkan sürtünmesi ile ısı akısı kontrolünün daha iyi anlaşılmasına dayalı olarak nasıl termal ve ekonomik verimlilik sağladığını açıklayacaktır.
Çentik Açısı ve Isı Transferi ile Basınç Kaybı Arasındaki Denge
PHE tasarımında en önemli geometrik parametre çentik açısıdır (veya balık kılçığı açısı). Her zamanki gibi, çentik açısının büyüklüğü (örneğin 60°–75°) arttıkça türbülans da artar; bu durum ısı transfer katsayısında artışa neden olur, ancak basınç düşüşü ve pompalama gücü açısından orantılı olarak önemli bir artışla birlikte gerçekleşir. Diğer yandan, daha küçük açılar (30°–45°) direnç açısından daha az etkili olsa da termal performansları düşüktür. Deniz uygulamalarında yağlayıcı yağ gibi viskoz akışkanlar kullanıldığında SME’de tek bir plaka kullanımı yaygın değildir. Bugüne kadar SME’nin uygulama alanları arasında yüksek su geçiş açısı ve düşük yağ yol açısı için karışık plaka tasarımlarının veya benzer kombinasyonlu plakaların kullanılması yer alabilir; böylece yüksek basınç kaybı olmadan kabul edilebilir termal performans sağlanabilir. Bu hibrit tasarım, SME’nin yer aldığı yenileme ve yeni inşaat projelerinde önemli olan genel, termal-hidrolik optimum bir çözümdür.
Oluk Derinliği, Adımı ve Enine Oranı
Açıya ek olarak, oluk derinliği (h), adımı (P) ve enine oranı (2b/λ) doğrudan performansı etkiler. Oluklar ne kadar derinse, ısı transfer yüzeyi o kadar büyük olur ve akışların ayrılması o kadar fazla gerçekleşir; bu da ikincil karışım yoluyla yerel alandaki ısı transfer miktarını artırır. Ancak bunlar aynı zamanda sürtünme katsayısını artırarak daha yüksek bir basınç düşüşüne neden olur. Deniz gaz ısıtıcıları için Taguchi yöntemi temelli çalışmalar, örneğin 6 mm oluk çapı, 1 mm oluk derinliği ve 45° oluk eğimi durumunda geleneksel tasarıma kıyasla karma performans indeksinde (TP) %37,41’lik bir iyileşme gösteren optimum bir ilişki geliştirmiştir. Bu veriye dayalı optimizasyon teknikleri, termal performans avantajlarından pompalama maliyetlerinden dolayı ödün vermemek amacıyla, küçük ve orta ölçekli işletmelerde (SME) gemiye özel işletme koşullarına göre plaka geometrisini belirtmek için kullanılır.
Değişken Akış Talepleri İçin Asimetrik ve Değiştirilmiş Desenler
Sıcak taraftaki akış – Deniz sistemlerindeki sıcak taraftaki akış süreci, kütlesel akışının diğer sistemlerinkinden önemli ölçüde farklı olabilmesinden yararlanabilir; örneğin ısıtma suyunun akış hızı, konaklama alanındaki bir musluktan geçen akış hızının katları kadar olabilir. Bu durum tüm akış kanalları boyunca simetrik olarak uygulandığında, yüksek akışlı devrede genel basınç düşüşü artar ancak mekanik dayanım veya termal verimlikte herhangi bir değişiklik olmaz. Düzgün olmayan akış kanalı plakaları – çapraz kesit alanı bir kanalda artırılırken, başka bir kanalda pres derinliği azaltılır veya bu kanallardan birinde çıkıntılar değişken şekilde tasarlanırsa – bu genişletilmiş kanaldaki pres kaybı, mekanik olarak izin verilen sınırlar içinde en aza indirilebilir ve aynı zamanda iyi ısı transfer yeteneği sağlanabilir. Ayrıca son çalışmalarda, ayrılmış alabalık kılcal (herringbone) plakalarda çentik açısı 1’den büyük olan çentikli (chevron) plakalarda daha yüksek termo-hidrolik performans elde edilmiştir; burada türbülans artışının akış direnci üzerindeki etkisi baskındır. Bu son derece gelişmiş optimizasyon, çok farklı işletme senaryolarına sahip gemiler için SME mühendisleri tarafından değerlendirilmiştir ve önerilen değer katkılı çözümler, gemi sahiplerinin enerji tüketimini azaltmalarını sağlayacaktır.
Çukurlu ve Yeni Yüzey Geometrileri
Son yıllarda yapılan çalışmalar, geleneksel balık kılçığı desenlerinin, dairesel dışbükey plakalara sahip çukurlu (dalga-nokta) plakalarla değiştirilmesi olasılığını incelemiştir. Yanıt yüzey yöntemiyle sayısal optimizasyon kullanılarak, geleneksel balık kılçığı tasarımlarına kıyasla maksimum performansı (JF faktörü) %11,92 oranında artıran optimum parametreler (yaklaşık 5,2 mm’lik dalga-nokta çapı, 0,9 mm derinlik ve 42° eğim) belirlenmiştir. Bu yeni tasarımda, türbülansı ve termal sınır tabakasını destekleyecek şekilde geometriler oluşturulmuş; ancak kabul edilebilir basınç düşüşü hâlâ korunmuştur. SME, bu tür yeni gelişmeleri dikkatle takip etmeye devam etmekte ve kanıtlanmış yenilikleri, müşterilerin en son verimlilik ve emisyon standartlarına uyum sağlamalarına yardımcı olmak amacıyla yenileme ve yeni inşaat çözümlerine ilgili olduğu yerlerde uygulamaktadır.
Sonuç: Denizcilik Verimliliği İçin Hassas Plaka Tasarımı
Levha desenlerinin optimizasyonu standart bir işletme prosedürü değildir ve akışkan özelliklerinin, debilerin, izin verilen basınç kayıplarının ve termal yükün ayrıntılı incelenmesini gerektirir. SME Group, ISO 9001/14001/45001 sertifikasyonlarına sahiptir ve her projeye iki yıldan fazla deneyime dayanan deniz ısı transferi uzmanlığını sunar. Yerel ağımız, dünya genelindeki tersanelerde hızlı tepki vermeyi sağlar; özellikle Çin Ana Karası’nda bu avantajı kullanarak ısı değiştiricilerinizin en iyi performansı göstermesini sağlarız. SME, size 12 aylık garanti sunar ve yalnızca ihtiyaçlarınızı karşılamakla kalmayıp, ölçülebilir enerji tasarrufu sağlayan levha desenlerinin optimizasyonu sayesinde sizin için daha fazla enerji tasarrufu sağlamayı amaçlayan bir tutum sergiler. Gemiye özel ısıtma gereksinimlerinizi görüşmek üzere teknik uzmanlarımızı bugün arayın.