Corrugazione Chevron e angolo Chevron (β) negli scambiatori di calore a piastre

Cosa significa “ondulazione Chevron”

Ondulazione Chevronè il motivo a nervature a V (a spina di pesce) impresso su ogni piastra in acciaio inossidabile. Quando piastre adiacenti vengono impilate con motivi opposti, i canali forzano il fluido in un percorso irregolare e vorticoso. Questa geometria aumenta il rinnovamento superficiale, aumenta il coefficiente di scambio termico convettivo e aiuta a evitare zone stagnanti all'interno del canale.

Il modello rinforza anche meccanicamente la piastra. Distribuitopunti di contattoformato dalla corrugazione supporta la pressione differenziale mantenendo basso lo spessore del metallo e compatto lo scambiatore.

Che cosa è l'angolo di Chevron (β)

ILangolo di chevron (β)è l'angolo delle nervature a spina di pesce rispetto alla direzione media del flusso. La letteratura di settore e i cataloghi OEM raggruppano comunemente le piastre in:

• Piastre a bassa theta (L):β più piccolo; idraulicamente “più aperto”, tipicamenteminore caduta di pressioneEminore trasferimento di calore.

• Piastre ad alta theta (H):β più grande; induce più turbolenza; tipicamentemaggiore trasferimento di caloreconmaggiore caduta di pressione.

Alcune serie fanno riferimento anche a canali misti o "M". La denominazione varia a seconda del produttore; verificare sempre i valori β effettivi e le definizioni dei canali nel catalogo delle piastre di riferimento.

Come β influenza le prestazioni

L'aumento di β generalmente aumenta l'intensità della turbolenza nel canale. Il vantaggio è un coefficiente di scambio termico complessivo più elevato; lo svantaggio è un fattore di attrito più elevato e quindi una maggiore potenza di pompaggio. Al contrario, la riduzione di β riduce la resistenza al flusso, ma riduce anche la turbolenza e il coefficiente di scambio termico.

In pratica, i progettisti scelgono la combinazione piastra/canale che soddisfa contemporaneamente due vincoli:

1. Termico:temperatura di riscaldamento richiesta e temperatura di avvicinamento target.

2. Idraulico:caduta di pressione massima consentita su ciascun lato (e prevalenza della pompa disponibile).

Poiché i due vincoli spesso tirano in direzioni opposte, i pacchi di piastre sono spesso costruiti da unmix di piastre H e L(o un "tipo di canale" definito) piuttosto che un β attraverso l'intero scambiatore.

Perché la corrugazione Chevron aiuta a combattere le incrostazioni

Il motivo a chevron favorisce la turbolenza e il taglio superficiale, riducendo la tendenza alla formazione di zone morte dove si accumulano depositi. Per questo motivo, le piastre a spina di pesce sono preferite per gli scambiatori compatti progettati per temperature vicine. Si noti che questo non elimina la necessità di un'adeguata filtrazione e di un lavaggio CIP (Clean In-Pipe); rende semplicemente i canali meno soggetti a ristagni localizzati.

Note che vedrai sui fogli dati

I termini comuni includonoPiastra H / alta theta,Piastra L / bassa theta, Ecanali misti (M). Potresti anche vedere riferimenti alarea di distribuzioneall'ingresso della piastra, che è goffrato per distribuire il flusso in modo uniforme sulla piastra; una buona distribuzione è essenziale affinché qualsiasi β raggiunga le prestazioni previste.

Guida alla selezione (non proprietaria)

Partire dal carico, dalle temperature di ingresso/uscita, dai fluidi e dalla caduta di pressione ammissibile. Se l'approccio è stretto e il ΔP è generoso, orientarsi verso canali con maggiore turbolenza (spesso H o misti). Se il ΔP è limitato, utilizzare canali con theta inferiore sul lato vincolato, quindi compensare con area o passaggi secondo necessità. Convalidare sempre la scelta con il software di selezione dell'OEM e i dati della curva per la geometria specifica della piastra.

Avvertenze

β è specifico del fornitore.Gli angoli esatti, la geometria delle nervature, la densità dei punti di contatto e persino la denominazione L/H variano a seconda della serie di modelli. Non dedurre le prestazioni di diverse marche solo dall'etichetta L/H. Verifica con i dati del produttore il codice esatto della piastra e la definizione del canale.

Figura semplice

Piastra A (chevron \ / \ / ) Piastra B (chevron / \ / \ ) Flusso → forzato in percorsi vorticosi tra nervature opposte β (beta) = inclinazione delle nervature rispetto al flusso principale β più piccolo → minore obliquità delle nervature → ΔP più basso, minore turbolenza (piastra L) β più grande → maggiore obliquità → ΔP più alto, maggiore turbolenza (piastra H)

Vedi anche:Area di distribuzione,Caduta di pressione,Approccio termico,Piastra H/L.