ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕವು ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ?
ಶಾಖ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಪ್ಲೇಟ್ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ಶೀತ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ಮಾಧ್ಯಮಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂವಹನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ದ್ರವ{0}}ದ್ರವ ವಿನಿಮಯವು ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.
ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮತ್ತು ಮೂಲಭೂತ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ದ್ರವ ಮಾಧ್ಯಮವು ಯಾವಾಗಲೂ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕ ಗೋಡೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ದ್ರವಗಳ ನಿರಂತರ ಪ್ರತಿಪ್ರವಾಹದ ಹರಿವಿನಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಶಾಖವು ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ ವಿನಿಮಯಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗೋಡೆ ಮತ್ತು ದ್ರವಗಳು. ನಾವು ಇಂದು ಮಾತನಾಡುತ್ತಿದ್ದೇವೆ: ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ.
ಪ್ಲೇಟ್ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳು ವಿಶೇಷ ಪ್ಲೇಟ್ ರಚನೆ ವಿನ್ಯಾಸ, ಬಲವಂತದ ದ್ರವ ವಹನ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾರ್ಗದ ಮೂಲಕ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನಗಳೊಂದಿಗೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶೀತ ದ್ರವ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ದ್ರವ) ಎರಡು ದ್ರವಗಳ ನಡುವೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ. ಇದರ ಮೂಲ ತತ್ವವನ್ನು ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ಲಿಂಕ್ಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಬಹುದು: ರಚನಾತ್ಮಕ ವಿನ್ಯಾಸ → ದ್ರವ ಹರಿವು → ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನುಷ್ಠಾನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆ:
ಪ್ಲೇಟ್ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಫಲಕಗಳ ವಿಶೇಷ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಈ ರಚನೆಗಳು ದ್ರವದ ಹರಿವಿನ ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ:
ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಸಾರವು "ಮ್ಯಾಕ್ರೋ-ದ್ರವ ಹರಿವು + ಆಣ್ವಿಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ" ಸಂಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ಲೇಟ್ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳು ದ್ರವದ ಹರಿವನ್ನು ಒತ್ತಾಯಿಸಲು ಬಾಹ್ಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (ಪಂಪುಗಳು, ಅಭಿಮಾನಿಗಳು) ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಎರಡು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಚಾಲನೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ:
ಬಾಹ್ಯ ಪಂಪ್ಗಳಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುವ ಶೀತ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ದ್ರವಗಳು ಅವುಗಳ ಸ್ವತಂತ್ರ ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತವೆ:
ತಣ್ಣನೆಯ ದ್ರವವು "ಶೀತ ದ್ರವದ ಪ್ರವೇಶದ್ವಾರ" ದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ, ಪ್ಲೇಟ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಹರಿವಿನ ಚಾನಲ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಅಂತರದಿಂದಾಗಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 2-5 ಮಿಮೀ), ದ್ರವವು ಹರಿವಿನ ಸಮಯದಲ್ಲಿ "ಸ್ಕ್ವೀಝ್ಡ್" ಆಗುತ್ತದೆ, ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧ ಹರಿವನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಸ್ಥಳೀಯ ದ್ರವದ ನಿಶ್ಚಲತೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.
ವಾಸ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಯೋಜನೆ ಸೆಪ್ಟೂರ್ ಸಿಂಟ್ ಒಕೇಕಾಟ್ ಕ್ಯುಪಿಡಾಟಟ್ ಪ್ರೊಡೆಂಟ್, ನನ್ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಆತ್ಮವನ್ನು ಸ್ವಾಧೀನಪಡಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ, ವಸಂತಕಾಲದ ಈ ಸಿಹಿ ಮುಂಜಾನೆಯಂತೆ ನಾನು ನನ್ನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಆನಂದಿಸುತ್ತೇನೆ...ವಾಸ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಯೋಜನೆ ಸೆಪ್ಟೂರ್ ಸಿಂಟ್ ಓಕೇಕಾಟ್ ಕ್ಯುಪಿಡಾಟಟ್ ಪ್ರಾಡೆಂಟ್, ಸ್ವಾಧೀನಪಡಿಸಿಕೊಂಡಿತು, ನನ್ನ ಇಡೀ ಆತ್ಮದ ಈ ಸಿಹಿ ಮುಂಜಾನೆಯಂತೆ ನಾನು ವಸಂತಕಾಲದ ಈ ಸಿಹಿ ಮುಂಜಾನೆಗಳನ್ನು ಆನಂದಿಸುತ್ತೇನೆ. ಅಡಿಪಿಸಿಸಿಂಗ್ ಎಲಿಟ್, ಸೆಡ್ ಡು ಐಯುಸ್ಮೋಡ್ ಟೆಂಪರ್ ಇನ್ಸಿಡಿಡಂಟ್ ಲೇಬರ್ ಎಟ್ ಡೋಲೋರ್ ಮ್ಯಾಗ್ನಾ ಅಲಿಕ್ವಾ. ಇದು ಎನಿಮ್ ಅಡ್ ಮಿನಿಮ್ ವೆನಿಯಮ್.
ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ತಿರುಳು "ಬಿಸಿ ದ್ರವದಿಂದ ಶೀತ ದ್ರವಕ್ಕೆ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ" ಆಗಿದೆ. ಪ್ಲೇಟ್ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಮೂರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡಿದೆ:
ಮೊದಲನೆಯದು: ಉಷ್ಣ ದ್ರವ → ಪ್ಲೇಟ್ (ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ)
ಬಿಸಿ ದ್ರವವು ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧವಾಗಿ ಹರಿಯುವಾಗ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಅಣುಗಳು ಪ್ಲೇಟ್ನ ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಹಿಂಸಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಘರ್ಷಣೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, "ಸಂವಹನ" ಮೂಲಕ ಪ್ಲೇಟ್ಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತವೆ (ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಬಿಸಿ ದ್ರವಕ್ಕೆ ಸಮೀಪವಿರುವ ಪ್ಲೇಟ್ನ ಬದಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ).
ಎರಡನೇ ಬಾರಿ: ಪ್ಲೇಟ್ ಒಳಗೆ (ಶಾಖ ವಹನ)
ಪ್ಲೇಟ್ಗಳನ್ನು ಲೋಹದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ (ಸುಮಾರು 16W/(m・K)) ಮತ್ತು ಟೈಟಾನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ (ಸುಮಾರು 17W/(m・K)) ನಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯೊಂದಿಗೆ). ಶಾಖವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಬದಿಯಿಂದ (ಬಿಸಿ ದ್ರವದ ಬದಿ) ಕಡಿಮೆ ದ್ರವದ ಬದಿಯ (ಬಿಸಿ ದ್ರವದ ಬದಿ) "mo{4}} ತಾಪಮಾನದ ಬದಿಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ವರ್ಗಾಯಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ಚಲನೆ."
ಮೂರನೇ ಬಾರಿ: ಪ್ಲೇಟ್ → ಶೀತ ದ್ರವ (ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ):
ಪ್ಲೇಟ್ನ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಭಾಗವು ತಣ್ಣನೆಯ ದ್ರವವನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧ ಹರಿವಿನಲ್ಲಿ ತಣ್ಣನೆಯ ದ್ರವದ ಅಣುಗಳ ಘರ್ಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಶಾಖವನ್ನು "ಸಂವಹನ" ದ ಮೂಲಕ ಮತ್ತೆ ಶೀತ ದ್ರವಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಶೀತ ದ್ರವದ ಉಷ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಿಸಿ ದ್ರವದ ಉಷ್ಣತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ).
ಕೋರ್ ತತ್ವಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಪ್ಲೇಟ್ನ ಕೆಳಗಿನ ವಿನ್ಯಾಸ ವಿವರಗಳುಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಗ್ಯಾರಂಟಿಗಳನ್ನು ಸಹ ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ: ಡಿಟ್ಯಾಚೇಬಲ್ ರಚನೆ: ಶುಚಿತ್ವವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಬಳಸಿದ ಎರಡು ಮಾಧ್ಯಮಗಳು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಉಪಕರಣದೊಳಗಿನ ಅವುಗಳ ಹರಿವಿನ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಕೂಡ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒಂದು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಗೋಡೆಯ ಮೂಲಕ ಎರಡು ಮಾಧ್ಯಮಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹರಿವಿನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿದೆ. ಎರಡನೆಯದು ಬಲವಂತದ ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ, ಇದು ಬಾಹ್ಯ ಬಲವಂತದ ಶಕ್ತಿಗಳಿಂದ (ಪಂಪುಗಳು, ಫ್ಯಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಉಪಕರಣಗಳಂತಹ) ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹರಿವಿನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿದೆ. ಬಲವಂತದ ಸಂವಹನದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ದ್ರವದ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣವು ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿನ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಅಧಿಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಹರಿವಿನಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಗುಣಾಂಕವು ಕೇವಲ 5 ~ 25W / (m2. ಡಿಗ್ರಿ ), ಆದರೆ ಬಲವಂತದ ಹರಿವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿದಾಗ, ಗಾಳಿಯ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಗುಣಾಂಕವು 10 ~ 100W (m2. ಡಿಗ್ರಿ ) ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.
ದ್ರವ ಮಾಧ್ಯಮದ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಂತಹ ಮಾಧ್ಯಮದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಹಲವು ಅಂಶಗಳಿವೆ: ಸಾಂದ್ರತೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ಇತ್ಯಾದಿ, ಹಾಗೆಯೇ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಸಾಧನದ ವಿನ್ಯಾಸ: ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಫಲಕದ ಗಾತ್ರ, ತಟ್ಟೆಯ ಆಕಾರ, ಇತ್ಯಾದಿ.