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Resposta curta:A maioria dos trocadores de calor de placas usa umespinha de peixe/chevronrelevo em cada placa. Oângulo de chevron (β)é a inclinação da nervura em relação ao fluxo principal. β mais alto geralmente cria mais turbulência (maior coeficiente de transferência de calor), mas também maior queda de pressão; β mais baixo relaxa a queda de pressão, mas gera menos turbulência. Os projetistas frequentemente combinam placas "H" (teta alta) e "L" (teta baixa) para atender tanto à abordagem de temperatura quanto ao ΔP permitido.
O que significa “Chevron Corrugation”
Chevron onduladoé o padrão de nervuras em forma de V (espinha de peixe) pressionado em cada placa de aço inoxidável. Quando placas adjacentes são empilhadas com padrões opostos, os canais forçam o fluido a seguir um caminho perturbado e espiralado. Essa geometria aumenta a renovação da superfície, eleva o coeficiente de transferência de calor por convecção e ajuda a evitar zonas de estagnação dentro do canal.
O padrão também fortalece a placa mecanicamente. Distribuídopontos de contatoformado pela ondulação suporta pressão diferencial, mantendo a espessura do metal baixa e o trocador compacto.
O que é o “Ângulo Chevron (β)”
Oângulo de chevron (β)é o ângulo das nervuras em espinha de peixe em relação à direção média do fluxo. A literatura do setor e os catálogos de OEM comumente agrupam as placas em:
Placas de baixa theta (L):β menor; hidraulicamente “mais aberto”, tipicamentemenor queda de pressãoemenor transferência de calor.
Placas de alta theta (H):β maior; induz mais turbulência; tipicamentemaior transferência de calorcommaior queda de pressão.
Algumas séries também fazem referência a canais mistos ou "M". A nomenclatura varia de acordo com o fabricante; sempre verifique os valores β reais e as definições dos canais no catálogo de placas relevante.
Como β influencia o desempenho
Aumentar β geralmente aumenta a intensidade da turbulência no canal. A vantagem é um coeficiente geral de transferência de calor mais alto; a desvantagem é um fator de atrito mais alto e, portanto, maior potência de bombeamento. Por outro lado, reduzir β diminui a resistência ao fluxo, mas também reduz a turbulência e o coeficiente de transferência de calor.
Na prática, os projetistas escolhem a combinação de placa/canal que satisfaz duas restrições ao mesmo tempo:
Térmico:serviço de aquecimento necessário e temperatura de aproximação alvo.
Hidráulico:queda de pressão máxima permitida em cada lado (e altura da bomba disponível).
Como as duas restrições geralmente puxam em direções opostas, os pacotes de placas são frequentemente construídos a partir de umamistura de placas H e L(ou um “tipo de canal” definido) em vez de um β em todo o trocador.
Por que a ondulação Chevron ajuda com incrustações
O padrão Chevron promove turbulência e cisalhamento superficial, o que reduz a tendência a zonas mortas onde os depósitos se acumulam. É por isso que as placas espinha de peixe são preferidas para trocadores compactos projetados para aproximações de temperatura próximas. Observe que isso não elimina a necessidade de filtragem e CIP adequados; apenas torna os canais menos propensos à estagnação localizada.
Notas que você verá nas folhas de dados
Termos comuns incluemPlaca H / alta-theta,Placa L / baixo-theta, ecanais mistos (M). Você também pode ver referências aoárea de distribuiçãona entrada da placa, que é gofrada para distribuir o fluxo uniformemente pela placa; uma boa distribuição é essencial para que qualquer β atinja seu desempenho esperado.
Guia de Seleção (Não Proprietário)
Comece com base no serviço, nas temperaturas de entrada/saída, nos fluidos e na queda de pressão permitida. Se a aproximação for estreita e o ΔP for generoso, opte por canais com maior turbulência (geralmente H ou misto). Se o ΔP for limitado, use canais com menor theta no lado restrito e compense com área ou passagens, conforme necessário. Sempre valide a escolha com o software de seleção do fabricante original e os dados da curva para a geometria específica da placa.
Advertências
β é específico do fornecedor.Ângulos exatos, geometria das nervuras, densidade dos pontos de contato e até mesmo a nomenclatura L/H variam de acordo com a série do modelo. Não deduza o desempenho entre marcas apenas com base na etiqueta L/H. Confirme com os dados do fabricante o código exato da placa e a definição do canal.
Figura Simples
Placa A (chevrons \ / \ / ) Placa B (chevrons / \ / \ ) Fluxo → forçado a seguir caminhos giratórios entre nervuras opostas β (beta) = inclinação das nervuras vs. fluxo principal β menor → menor obliquidade da nervura → menor ΔP, menor turbulência (placa L) β maior → maior obliquidade → maior ΔP, maior turbulência (placa H)
