このガスケット付きプレート熱交換器は、淡水から海水への冷却用に設計されています。船舶タービンの動作を保証するため、さまざまなタイプの熱交換器の適用性能にも一定の違いがあります。 しかし、ガスケット付きプレート熱交換器は海洋工学で比較的広く使用されており、設置面積が小さく、効率が低く、洗浄のために出張できるため広く普及しています。

プレート熱交換器の構造

プレート式熱交換器に関する関連研究

プレート熱交換器 (PHE) は、そのコンパクトさと高い熱性能により、日常の幅広い用途で最も一般的なタイプの熱交換器 (HE) となっています。 本研究は、基本的なフラット PHE (FPHE) の熱性能についての理解を深め、より効率的な FPHE を開発することも目的としています。 FPHE (改良型 FPHE) の熱性能を向上させるために、新しい流れの配置が提案されています。 新しい流れ機構は、入口ポートと出口ポートがサーマルプレートの同じ側に配置されるガスケットの設計を変更することによって実現されます。 数値シミュレーションの実行には数値流体力学 (CFD) が使用されています。 全体的なシミュレーションは 2 つの FPHE で実行されました。 基本的なものと修正されたもの。 両方の HE の幾何学的寸法と物理的テスト条件は同一です。 ヌッセルト数 ( Nu )、スタントン数 (St)、コルバーン係数 j、摩擦係数 (f)、および JF 係数は、現在の熱交換器の熱性能を評価および比較するために使用されます。 熱伝達条件は単相 (水-水) と考えられ、レイノルズ数 (Re) の範囲は 250 から 2000 です。数値的発見は、文献からのベンチマーク実験データで検証されています。 結果は、改良された FPHE の Nu と f データがそれぞれ、基本的なフレームとプレート熱交換器の最大 70 パーセントと 4.4 倍であることを示しています。 修正された FPHE の臨界レイノルズ数 ( Re ecr ) が特定されます。 さらに、改良型 FPHE の JF データは、基本的な FPHE と比較して熱性能が約 0.7 ～ 9 パーセント向上していることを示しているため、同じ熱負荷で材料とエネルギーを節約できます。 本研究の発見により、すべてのケースにおける Nu と f の対応する相関関係も明らかになりました。

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