乱流は板式熱交換器の熱交換に良い影響を与えるか？
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最近、板式熱交換器に関する資料を見かけました。その内容によると、熱交換を効率的に行うためには、水の流れを低速で強い乱流状態にし、それによって熱伝達を促進するとのことです。では問題です：①低俗な状態で強い乱流は発生しうるのか？資料によると、乱流は高速度でなければ発生しないが、なぜ低俗なものが強烈な乱流を生み出すのか？②乱流とは、規則性のない流体の挙動であり、制御不可能です。では、乱流が伝熱を強化するかどうかはどうやって判断するのでしょうか？もし本当に強い乱流が発生した場合、板材に損傷を与えるのでしょうか？皆様、ご指導をお願いします
レイノルズ数のみを考えると、流速が低いと乱流にはならないが、熱交換器の構造を変えることで流体の流動状態を変えることができる
管殻式熱交換器の伝熱管内の流体は必ず乱流にならなければならず、乱流が形成されない場合、層流状態では熱交換が不均一になり、効果は非常に悪くなる
例えば、斜めの波形板は、非常に低いレイノルズ数でも流体を乱流状態にすることができる
乱流は確実に熱交換に良い影響を与え、板式熱交換器も同様です。プレート交換用のウェーブは、低流速下で乱流を発生させるために存在する。
低速でも乱流が発生するのは、2枚の板の間に多数の接触点があるためで、これらの接触点が流れる流体に乱れを与えるからです。さらに、板の形状が平面ではなく、最も一般的なのは人字型であり、つまり流体の流路は直線ではなく、曲がりくねった経路と接触点の影響によって流体が不規則に流れ、それが乱流となります。もし板が平面で接触点がなければ乱流は発生しないでしょうが、明らかに平面ではありません。人字型であっても、流速が低すぎると乱流は発生しません。一般的には、板間の流速が少なくとも0.2に達して初めて乱流が生じます。これは私見に過ぎず、参考程度にしてください。
板式熱交換器の人字型波形板は、取り付け時に互いに逆向きに配置され、複雑な流路を形成します。これにより、流体は網目状の板間の流路内で渦流として三次元的に流れるため、比較的低いレイノルズ数（23～400）でも乱流が発生し、その乱流が板式熱交換器の伝熱効率を高めます。